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龙图腾网获悉山西大学申请的专利一种用于露天煤矿的边坡多物理模拟装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121141367B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511685634.X，技术领域涉及：G01N3/12；该发明授权一种用于露天煤矿的边坡多物理模拟装置是由马杰;赵泽家;付永明;孙丹丹;陈鹏;杜佳佳;侯必蕊设计研发完成，并于2025-11-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于露天煤矿的边坡多物理模拟装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于露天煤矿的边坡多物理模拟装置，其属于露天煤矿边坡防护技术领域，所述用于露天煤矿的边坡多物理模拟装置包括若干依次排列的模型箱，每个所述模型箱顶部均设有开口，沿依次排列的模型箱的依次排列方向两端的任意一个模型箱为第一模型箱，其余若干模型箱为第二模型箱，第一模型箱远离第二模型箱的侧壁外侧设有侧推组件，所述若干模型箱下方设有基板，所述基板下方设有升降组件和固定转动组件，若干模型箱内设有传感器组件。本发明通过采用升降组件和侧推组件对模型箱施加不同方向的力，从而模拟边坡受到不同力时的状态，实现露天煤矿的边坡多物理模拟。

本发明授权一种用于露天煤矿的边坡多物理模拟装置在权利要求书中公布了：1.一种用于露天煤矿的边坡多物理模拟方法，其特征在于，包括若干依次排列的模型箱2，每个模型箱2顶部均设有开口，沿依次排列的模型箱2的排列方向两端的任意一个模型箱2为第一模型箱21，其余若干模型箱2为第二模型箱22，第一模型箱21远离第二模型箱22的侧壁外侧设有侧推组件4，若干模型箱2下方设有基板1，所述基板1下方设有升降组件3和固定转动组件，若干模型箱2内设有传感器组件； 所述升降组件3包括液压控制器31、液压站32、阀组33、若干液压缸34、若干液压传感器35和液压转动组件36，所述液压缸34的两端各与一个液压转动组件36转动连接，所述液压缸34的外侧壁固定有液压传感器35，若干所述液压缸均与阀组33相连通，所述阀组33与所述液压站32相连通，所述液压控制器31分别与所述液压站32、所述阀组33和若干液压传感器35电连接； 根据所述物理参数计算得到模型箱底面的法向应力和剪切力； σ=W*cosθA； τ=F侧A； 式中，σ为模型箱底面的法向应力；τ为剪应力；F侧为侧推组件在当前时刻输出的侧推力；A为模型箱的底面积；θ为模型箱的倾斜角度； 对于若干液压缸34，需保持一定的同步率，从而实现对多个模拟箱的倾斜控制，同步率是否满足要求通过计算同步误差确定，所述同步误差计算方法如下： e=max|ΔljΔl|； Δl=ΣΔlj； 式中，e为同步误差，mm；Δlj为第j根液压缸的实时伸长量，mm；n为正在工作的液压缸总数，当e的值小于等于1mm是判断为同步合格，正常进行后续模拟作业，当e的值大于1mm时，通过将发生伸缩的各液压缸长度与所有发生伸缩的液压缸长度平均值进行比较，从而选出发生误差较大的液压缸进行调试，调试结束后重新计算同步误差，直至满足同步误差小于等于1mm； 在模拟过程中，记录每轮模拟的倾斜角度、法向应力、剪应力和滑动标识，所述滑动标识包括1和0,1标识发生滑动，0表示未发生滑动，是否发生滑动，根据是否存在位移突增判断； 在模拟的过程中，获取新的倾斜角度、新的法向应力、新的剪应力和新的滑动标识，根据新的值和历史数据进行计算，得到若干相似度，再根据若干相似度计算得综合相似权重，通过综合相似权重对滑动概率进行预测； 若干相似度包括坡度相似度和应力相似度，二者的计算公式如下： w=exp|θnθk|θr； θr=5°； 式中，w为坡度相似度，θn为新方案目标坡度，θk为第k组的历史坡度，θr为坡度衰减常数，θr=5°； σr=10kPa； 式中，d为应力相似度，σn为新方案目标法向应力，τn为新方案目标剪应力，σk为第k组的历史法向应力，τk为第k组的历史剪应力，σr为应力归一化常数，σr为10kPa； 所述综合相似权重根据盈利相似度和坡度相似度进行计算，计算公式如下： Wk=w*expdΣw*expdk； P=ΣWk*Ik； P∈[0,1]； 式中，Wk为第k组历史试验相对于新方案的综合相似权重，Ik为第k组历史滑动标识； 当P小于0.3时，历史低风险，可继续加压；当P小于等于0.7，且P大于等于0.3时，表示中等风险，需要密切注视后续试验过程；当P大于0.7时，表示历史高风险，建议减小θ或F侧重新设计新方案。

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