的三个表面上分别安装有上承压板Α22、左承压板Α19和后承压板 Α21。
[0042]在岩体模型Α12的上承压板Α22和相应的顶端反力架面板AlO之间设置若干个上侧震动千斤顶Α18构成垂直加载系统Α15。
[0043]在岩体模型Α12的左承压板Α19和相应的侧面反力架面板AlO之间设置若干个左侧震动千斤顶Α16构成水平左右加载系统Α13。
[0044]在岩体模型A12的后承压板A21和相应的后面反力架面板AlO之间设置若干个后侧震动千斤顶A17构成水平前后加载系统A14。
[0045]依此，通过垂直加载系统A15、水平前后加载系统A14和水平左右加载系统A13可以有效的对岩体模型A12施加外力，实现三维方向施力的独立加载，从而有效的模拟岩体的外部施力及内部应力。
[0046]上述的各个千斤顶及加载系统能够一方面在架构试验装置初期，直接向岩体模型A12施加模拟应力，模拟岩体受力；另一方面同时还可以在模拟施工过程中的，控制千斤顶操作来施加震动，以模拟崩落采矿法或岩体震动。能够较为全面的模拟各种开挖、掘进的实际生产情形。
[0047 ]具体的，该反力架AO的立柱A2和水平梁AI之间以突出的凸条A5和凹陷的卡口 A4榫卯式连接而成。
[0048]具体的，每个矩形大钢板A6的两端至少设置有一组矩形螺栓孔A6.1和弧形螺栓孔A6.2；沿矩形大钢板A6的两长边均设置有多个矩形小钢板连接螺栓孔A6.3。
[0049]具体的，矩形大钢板A6同一端的一组矩形螺栓孔A6.1和弧形螺栓孔A6.2为上下设置，其中矩形螺栓孔A6.1呈矩形挖孔，其长边和矩形大钢板A6平行，弧形螺栓孔A6.2呈60°?120°的扇环形挖孔，其中心轴和矩形螺栓孔A6.1重合，且该弧形螺栓孔A6.2的圆心靠近矩形螺栓孔A6.1—侧。
[0050]具体的，每个矩形小钢板A7的一侧面设有手柄A7.1，每个矩形小钢板A7的四角上均设置有矩形小钢板连接螺栓孔A7.2。矩形大钢板A6的矩形大钢板连接螺栓孔A6.3和矩形小钢板A7上的矩形小钢板连接螺栓孔A7.2的尺寸相同，且排列位置相应。
[0051]本实施例中，矩形大钢板A6的长宽比大于5。矩形小钢板A7的长宽比在0.8?1.2之间，且矩形小钢板A7的短边和矩形大钢板A6的短边的比例在0.5?2之间。弧形螺栓孔A6.2为90°的扇环形挖孔。
[0052]具体的，如图5所示的立方体框架面AlI的内部视角，该立方体框架面Al I上有如下设置:相对设置的立柱A2.1和立柱A2.2的内侧均设置有螺栓安装凹槽A3。在立方体框架面Al I的立柱A2.1和立柱A2.2之间利用长螺栓A9设置若干矩形大钢板A6。将长螺杆A9的螺栓头安装在螺栓安装凹槽A3内；该长螺栓A9的螺杆部分伸出在螺栓安装凹槽A3之外;矩形大钢板A6两端的矩形螺栓孔A6.1、弧形螺栓孔A6.2套装在这些长螺栓A9的螺杆上；安装螺帽后即可将矩形大钢板A6设置在立柱A2.1和立柱A2.2之间的预定位置上。
[0053]至少在相邻的两块矩形大钢板A6之间设置至少一排相邻紧密排列的矩形小钢板A7。将每个矩形小钢板连接螺栓孔A7.2和矩形大钢板连接螺栓孔A6.3对齐后，利用连接螺栓AS从外侧将每块矩形小钢板A7紧密相邻排列的安装在矩形大钢板A6之间。每块矩形小钢板A7的手柄A7.1均位于外侧。
[0054]具体的，将每一块矩形大钢板A6以和水平夹角α倾斜设置在立柱A2.1和立柱A2.2之间，其两端的一组矩形螺栓孔Α6.1和弧形螺栓孔Α6.2分别插入安装在螺栓安装凹槽A3内的长螺栓Α9的螺杆部分，然后安装螺帽固定。
[0055]为了保证每个矩形大钢板Α6均设置在两个立柱Α2.1和立柱Α2.2之间，可以设计一系列的不同长度的矩形大钢板Α6。或者在足够长的矩形大钢板Α6上设置多组矩形螺栓孔Α6.1和弧形螺栓孔Α6.2，安装时利用不同位置上的一组矩形螺栓孔Α6.1和弧形螺栓孔A6.2，以适应不同α的倾斜。
[0056]每一块矩形大钢板Α6以和水平的夹角α = 0?45° ;即可以实现不同倾角下的巷道、煤层等挖掘、开采模拟。
[0057]依上述方式设置的整个立方体框架面All仅由矩形大、小钢板Α6、Α7组成。其中，矩形小钢板Α7为模拟挖掘巷道(面)，矩形大钢板Α6模拟不开挖的岩体面。将某块矩形小钢板Α7上的连接螺栓AS全部拆除后，可以握住手柄Α7.1将该矩形小钢板Α7取下;然后在暴露的岩体模型Α12上模拟挖掘。在一个矩形小钢板Α7掘进至一定程度后，再将另一块矩形小钢板Α7拆下并模拟挖掘，即可模拟岩体上挖掘不同的巷道时的受力情况。或者将相邻的若干个矩形小钢板Α7全部拆除，此时，两个矩形大钢板Α6之间的空隙即可模拟和水平面夹角为α的开挖面，模拟煤层挖掘。
[0058]该反力架AO的使用时，仅仅设置一个如上的立方体框架面All，即可有效的模拟岩体加载;也可以在相邻的两个面上都设置立方体框架面All，更大范围的模拟贯穿式的掘进等情况。
[0059]为了模拟巷道开挖情况，本发明可以直接采用人工方式开挖，或者配套开挖用机器人模拟盾构机的挖掘。
[0060]实施例1:巷道掘进模拟
[0061]利用上述三维物理模型试验装置模拟巷道掘进的方法，包括以下步骤:
[0062]步骤1:架构反力架AO，建立模型装置:
[0063]架构反力架A0，在立方体框架面All上设置水平面夹角α的多个相互平行的矩形大钢板Α6，并在两块矩形大钢板Α6之间设置多块并排的矩形小钢板Α7。
[0064]在反力架AO内设置岩体模型Α12，并安装垂直加载系统Α15、水平前后加载系统Α14、水平左右加载系统Α13。
[0065]设定垂直加载系统Α15、水平前后加载系统Α14、水平左右加载系统Α13对岩体模型Α12加载压力。
[0066]矩形大钢板Α6和水平面夹角α即为待模拟的巷道和水平的夹角。当水平面夹角α=0°时，为水平开采模拟。
[0067]步骤2:在模拟的巷道掘进位置处拆除一块或多块矩形小钢板Α7;形成和水平面夹角为α的巷道掘进面。
[0068]步骤3:在拆除矩形小钢板Α7的位置放入挖掘机器人，或者人工模拟挖掘岩体模型Al 2至目标位置。
[0069]使用挖掘机器人模拟时，先固定机器人，然后启动该机器人旋转切削压入岩体模型Α12，挖掘的“渣土”(岩体模型Α12碎肩)从后方排出。当掘进一个步距后，操控机器人前进，此时完成一个步距的开挖模拟，同时还可以配套模拟支护及其他操作。
[0070]使用人工模拟挖掘岩体模型Α12时，可以使用工具直接挖掘至目标位置[0071 ]步骤4:重复步骤2和3，直到完成第一个巷道的模拟开挖。
[0072]具体的，当两块矩形大钢板Α6之间拆除一块矩形小钢板Α7后，能够构成一个模拟的巷道掘进位置，直接采用机器人或人工开挖岩体模型Α12，形成的孔洞即为模拟的巷道。有些模拟试验中，多块相邻的矩形小钢板Α7全部开挖后形成的一个较大的倾斜的工作面才能模拟一个巷道。此时，通常是先将一块矩形小钢板Α7挖掘至目标位置后，再拆除其相邻的矩形小钢板A7，并将其挖掘至目标位置;依此直至将相邻的多个矩形小钢板A7均挖掘至目标位置，形成模拟巷道或工作面。
[0073]为了贴近实际的生产及科研情形，通过在不同水平(不同的两块矩形大钢板A6之间)、不同位置(相同的两块矩形大钢板A6之间、不相邻)上拆除若干个矩形小钢板A7，实现巷道不同布置位置的模拟;包括相同水平和不同水平巷道纵横交错布置。通过机器人或者人工掘进，可以实现不同断面的巷道的开挖。
[0074]通常是在设计模拟时，预先将待模拟掘进面相应的位置上设置多块并排的矩形小钢板A7，多个不同层面的待模拟掘进面则设置多个不同层面并排的矩形小钢板A7，保留岩体不开挖的位置设置大矩形钢板A6，依此设计立方体框架面Al I;从而实现模拟不同水平上巷道交错布置。
[0075]实施例2:煤层水平、倾斜开采模拟
[0076]利用上述三维物理模型试验装置模拟煤层水平开采的方法，包括以下步骤:
[0077]步骤I?3:与实施例1中模拟巷道掘进一致。直到完成第一个巷道的开挖。
[0078]步骤4:在已拆除的第一个矩形小钢板A7的相邻位置拆除下一块矩形小钢板A7。
[0079]步骤5:重复步骤2?4，完成工作面推进模拟。
[0080]本实施例中，依次拆除相邻的矩形小钢板A7，依此可以对立方体框架面All上的两个矩形大钢板A6之间的