礦業(yè)與地下工程虛擬仿真實驗中心實驗目標

1.【開始實驗】，點擊開始實驗按鈕，進入實驗模式選擇頁。

2.【模式選擇】，實驗共分為學習模式與考核模式。

3.【學習模式】→【實驗類型】實驗類型選擇。點擊選擇后進入該實驗。

4.【學習模式】→【實驗類型】→【原狀土（硬土）】，根據(jù)上方提示語與高亮提示完成實驗步驟欄的步驟操作，點擊場景中高亮工具，工具自動完成實驗操作，直到下一步驟所需實驗工具高亮視為該步驟結束。

5.實驗結束，選擇重新實驗或者回到實驗類型選擇頁。

6.【學習模式】→【原狀土（軟土）】，根據(jù)上方提示語與高亮提示完成實驗步驟欄的步驟操作，點擊場景中高亮物體，完成實驗操作。

7.實驗結束，選擇重新實驗或者回到首頁。

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8.【學習模式】→【擾動土】，進入實驗后，自動播放擾動土過程動畫，動畫結束，點擊確定返回選項頁。

9.【學習模式】→【沙土】，進入實驗后彈出彈框，點擊確認后返回選項頁。

10.【考核模式】，實驗列表內(nèi)容相同，考核模式無提示語與工具高亮顯示。根據(jù)學習模式學習到的內(nèi)容進行實驗，考核模式會根據(jù)你的完成實驗所需時間，進行打分。

11.【成績上傳】，考核模式實驗結束后，實驗分數(shù)自動上傳到平臺。

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1.【開始實驗】，點擊開始實驗按鈕進入實驗模式選擇頁。

2.【模式選擇】，實驗共分為學習模式與考核模式。

3.【學習模式】進入學習模式后，根據(jù)上方提示語與實驗工具高亮提示完成實驗步驟欄的步驟操作，點擊場景中高亮工具，工具自動完成實驗操作，直到下一步驟所需實驗工具高亮視為該步驟結束。

4.【學習模式】→【完成實驗】，選擇回到首頁進行考核模式選擇。

5.【考核模式】，無提示語與物體高亮提示，根據(jù)實驗步驟與學習模式學習步驟要求完成實驗。根據(jù)學習模式學習到的內(nèi)容進行實驗，考核模式會根據(jù)你完成實驗所花費的時間，進行打分。

6.【成績上傳】，考核模式實驗結束后，實驗分數(shù)自動上傳到平臺。

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1.【開始試驗】點擊開始實驗進入模式選擇頁。

2.【模式選擇】實驗共分為學習模式與考核模式。

3.【學習模式】根據(jù)上方提示語與左側步驟提示，選擇右側工具欄中的工具，拖動到中間的“選擇裝備”上。點擊確定，觸發(fā)動畫。

步驟3(2張)

4.【學習模式】→【鉆孔灌注】實驗觸發(fā)后場景中會有步驟需點擊高亮提示才可進行下一步。

步驟4(3張)

5.【學習模式】→【樁基靜載】點擊確認進人樁基靜載搭建實驗。

6.根據(jù)實驗中高亮提示，點擊高亮部位進行搭建。

步驟6(2張)

7.搭建完成后結束實驗。

8.【考核模式】考核模式無提示語，根根據(jù)學習模式學習到的內(nèi)容進行實驗，考核模式會根據(jù)完成實驗所花費的時間，進行打分。

9.【成績上傳】考核模式實驗結束后，實驗分數(shù)自動上傳到平臺。

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1.【開始實驗】點擊開始實驗按鈕進入實驗模式選擇頁。

2.【模式選擇】實驗共分為學習模式與考核模式。

3.【學習模式】根據(jù)左下角提示，選擇實驗工具欄中的工具模型，拖動到場景中對應的部位。

4.【實驗裝置】點擊右上角實驗裝置按鈕，進入實驗裝置介紹也，按住鼠標左鍵可旋轉模型，點擊到工具部位會提示該部位名稱。點擊返回按鈕重新回到進行中的實驗。

5.【實驗提示】實驗過程中會彈出提示彈框，彈框內(nèi)容為該步驟相關知識總結。

6.【操作提示】點擊右上角操作提示，提示內(nèi)容為計算機外設操控指南，點擊確認，繼續(xù)進行實驗。

7.【實驗說明】點擊右上角實驗說明按鈕，彈出彈框，彈框內(nèi)容為實驗背景，點擊關閉后，繼續(xù)進行實驗。

8.【考核模式】考核模式無提示語，根根據(jù)學習模式學習到的內(nèi)容進行實驗，考核模式會根據(jù)你完成實驗所花費的時間，進行打分。

9.【成績上傳】考核模式實驗結束后，實驗分數(shù)自動上傳到平臺。

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樁基靜載實驗模擬

樁基靜載實驗是運用在工程上對樁基承載力檢測的一項技術。在確定單樁極限承載力方面，它是較為準確、可靠的檢驗方法。作為判定某種動載檢驗方法是否成熟，均以靜載實驗成果的對比誤差大小為依據(jù)，因此，每種地基基礎設計處理規(guī)范都把單樁靜載實驗列入首要位置。

為保證樁基靜載實驗的準確性與安全性，該實驗對實驗場地、操作人員、設備均有較高要求，如操作不規(guī)范、流程不清晰，則會有安全隱患，且測試結果準確性無法保證。該實驗采用樁基靜載測試系統(tǒng)的虛擬仿真，讓學生熟悉加載系統(tǒng)（反力裝置）的構造、測試原理和測試流程，理解樁的破壞模式，為更好地理解與掌握單樁的豎向抗壓承載力提供支持與幫助。

土的不固結不排水三軸剪切壓縮實驗UU

土的三軸壓縮實驗是測定土的抗剪強度的一種方法。三軸剪切實驗是試樣在三向應力狀態(tài)下，測定土的抗剪強度參數(shù)的一種剪切實驗方法。通常采用3~4個圓柱體試樣，分別在不同的恒定圍巖下，施加軸向壓力進行剪切，直至破壞，然后根據(jù)極限應力圓包絡線，求得土的抗剪強度參數(shù)。

土的三軸壓縮實驗是土樣處于三向應力狀態(tài)下，測定土的抗剪強度參數(shù)的一種實驗方法。土的不固結不排水三軸剪切壓縮實驗，簡稱UU實驗，是土樣在施加周圍壓力和隨后施加偏應力直至剪壞的整個實驗過程中都不允許排水，這樣從開始加壓直至試樣剪壞，土中的含水量始終保持不變，孔隙水壓力也不可能消散，可以測得土體的總應力抗剪強度指標cu、φu。

土的固結不排水三軸剪切壓縮實驗CU

土的固結不排水三軸剪切壓縮實驗，簡稱CU實驗。首先使試樣在某一周圍壓力下充分排水，待固結穩(wěn)定后關閉排水閥門，然后再施加偏應力，使試樣在不排水的條件下剪切破壞。由于不排水，試樣在剪切過程中沒有任何體積變形，可以測得土體的總應力抗剪強度指標ccu、φcu和有效應力抗剪強度指標c＇、φ＇。

土的固結排水三軸剪切壓縮實驗CD

三軸壓縮實驗是測定土抗剪強度的一種較為完善的方法。是測定土的應力-應變關系（壓縮性）和強度的一種常用的室內(nèi)實驗方法。固結排水實驗，簡稱排水實驗：試樣在施加周圍壓力時允許排水固結，待固結穩(wěn)定后，再在排水條件下施加豎向壓力至試件剪切破壞。該實驗要求操作人員對實驗設備有較高的熟悉程度，如操作不規(guī)范、流程不清晰，容易損毀實驗設備，且無法得到正確的實驗結果。該實驗采用土的三軸壓縮實驗系統(tǒng)的虛擬仿真，實現(xiàn)土的固結排水剪切實驗（CD），讓學生熟悉土的三軸壓縮實驗儀的構造，掌握土的固結排水剪切實驗（CD）的實驗原理與實驗流程，為更好地理解與掌握土的抗剪強度提供支持與幫助。

土的室內(nèi)剪切實驗

土的破壞都是剪切破壞，土的抗剪強度是土在外力作用下，其一部分土體對于另一部分土體滑動時所具有的抵抗剪切的極限強度。土體的一部分對于另一部分移動時，便認為該點發(fā)生了剪切破壞。無粘性土的抗剪強度與法向應力成正比；粘性土的抗剪強度除和法向應力有關外，還決定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土壓力、地基承載力和土坡穩(wěn)定等強度計算必不可少的指標。

現(xiàn)場巖石剪切實驗

巖石抗剪強度是巖石力學中需要研究的較重要特征之一，巖石的抗剪強度參數(shù)可以用凝聚力c和內(nèi)摩擦角φ來表示?，F(xiàn)場巖體剪切實驗主要是指巖體直剪實驗。巖體直剪實驗是對同一類型巖體的一組試體，在不同法向荷載下進行剪切，根據(jù)庫倫強度條件確實巖體本身的抗剪強度參數(shù)。

土壓平衡盾構施工模擬

在地鐵區(qū)間施工中，采用盾構機掘進是首選?，F(xiàn)代盾構機使用較多的是土壓平衡盾構機和土壓平衡盾構機，上述兩種方法僅開挖面的方法和排渣方法有所不同。土壓平衡盾構施工模擬是在虛擬平臺上模擬土壓平衡盾構施工的全過程。

鉆爆法施工模擬

鉆爆法是使用較普遍的巖石隧道開挖方法。通常是在自由面條件下的巖石爆破，其關鍵技術就是掏槽，其次是周邊孔的光面爆破。該仿真實驗在虛擬平臺上完成了隧道爆破的整個程序，包括施工后的隧道支護等工序。

泥水平衡盾構施工模擬

泥水平衡式盾構是在機械式盾構的刀盤的后側，設置一道封閉隔板，隔板與刀盤間的空間定名為泥水倉。把水、粘土及其添加劑混合制成的泥水，經(jīng)輸送管道壓入泥水倉，待泥水充滿整個泥水倉，并具有一定壓力，形成泥水壓力室。通過泥水的加壓作用和壓力保持機構，能夠維持開挖工作面的穩(wěn)定。盾構推進時，旋轉刀盤切削下來的土砂經(jīng)攪拌裝置攪拌后形成高濃度泥水，用流體輸送方式送到地面泥水分離系統(tǒng)，將碴土、水分離后重新送回泥水倉，這就是泥水加壓平衡式盾構法的主要特征。因為是泥水壓力使掘削面穩(wěn)定平衡的，故得名泥水加壓平衡盾構，簡稱泥水盾構。 泥水平衡盾構施工模擬在虛擬平臺上模擬泥水平衡盾構施工的全過程，并以中鐵隧道局承建的京沈高鐵北京段地下地質條件隧道采用該施工方法的全過程模擬，以及施工后地面及其周圍建筑物安全穩(wěn)定情況。

地鐵車站系統(tǒng)模擬

地鐵車站是地下鐵路重要的人員進出設施，主要包括站廳層、站臺層以及其他附屬設施。通過該系統(tǒng)可以真實模擬乘客從地鐵車站的入站到出站的整個過程，包括車站結構、如何適應附屬設施以及安全防范措施。 地鐵車站系統(tǒng)實驗是地下工程施工、城市地下空間設計與規(guī)劃等本科專業(yè)課的重要實驗。該實驗利用先進的計算機仿真虛擬技術，在虛擬平臺上完成地下車站的各個組成部分。學生在計算機上通過該模擬實驗掌握地下車站系統(tǒng)的類型、功能、結構等 。