（图片仅供参考，以产品实物为准）
首先，我们先了解一下三维相似材料围岩模拟加载试验系统是怎样的一款试验系统，多用于哪些行业。
三维相似材料围岩模拟加载试验系统是基于相似理论和因次分析的实验室研究装置，主要用于模拟岩土以及采矿现场开采环境下围岩的应力、位移和变形等情况，通过模拟相似材料的开挖再现现场开采时所出现的各种矿山压力特征。
该系统广泛应用于采矿工程、岩土工程等领域，如研究采动过程中岩体变形、移动及破坏的规律，掌握综放沿空留巷围岩变形规律与底鼓机理，分析地铁隧道施工扰动下含缺陷岩土复合地层灾变机制等。
设计该系统需考虑问题：
首先是实际地应力的计算，其次是相似理论的应用，最后是实验设计的特殊考量。500米深度的垂直应力比较好算，按ρgh公式大约12.5MPa，但水平应力要看矿区地质构造，通常用侧压系数λ来估算。
相似比地应力的确定
关键步骤：
1. 选择几何相似比（例如CL=1/100）
2. 选择模型材料：
- 原型岩层容重γp = 25kN/m^3
- 模型材料容重γm（例如 16 kN/m³，常用相似材料如砂、石膏、重晶石粉混合物）
- 容重相似比：Cγ =γm / γp = 16 / 25 = 0.64
3. 计算应力相似比：
Cσ= CL×Cγ= （1/100）×0.64 = 0.0064
4. 换算模型加载应力：
σ模型=σ原型×Cσ = 12.25MPa×0.0064≈0.0784MPa(即78.4kPa)
工作原理：
根据现场数据及煤岩的物理性质，利用与天然岩石物理力学性质相似的人工配比材料，按一定比例对模型进行缩小，在模型中进行开挖巷道或模拟采场工作，通过加载装置施加相应的荷载，模拟现场的地应力环境，同时利用监测装置实时监测模型内部的应力、位移、裂隙等变化情况，从而推测原现场发生的情况。
试验系统的优点：
1. 贴近工程实际，模拟复杂地质环境
能真实还原三维空间下的地质条件，包括地层结构、地应力分布、岩体裂隙发育等复杂情况。可模拟不同埋深、岩性组合、断层破碎带等复杂地质构造，为研究特殊地质条件下的围岩响应提供可靠平台。
2. 可视化与动态监测能力强
结合透明相似材料、3D-DIC等技术，能实现围岩变形、裂隙扩展、应力场演化的实时可视化观测，直观呈现开挖过程中围岩的动态变化规律。多维度监测可获取全面数据，为分析围岩失稳机理、支护效果等提供量化依据。
3. 可控性高，便于工况对比
试验参数可精确调控，可重复进行多工况试验，通过对比分析揭示规律，弥补现场试验成本高、难以控制变量的不足。
4. 成本较低，安全性高
相比现场试验，该系统通过缩尺模型模拟工程场景，能大幅降低试验成本和周期，尤其适合前期方案验证和机理探索。可模拟高风险工况，如围岩坍塌，无需承担实际工程中的安全风险，为灾害预警和防控提供数据支持。
5. 应用范围广，指导实际工程
应用于采矿、隧道、地铁等工程，如优化巷道支护设计、预测采场覆岩移动规律、分析断层带隧道施工风险等，为工程实践提供理论依据和技术参考。
