晏 涛，王 明，夏向学

(华北科技学院，河北 三河 065201)

灵新煤田地处宁夏境内，基岩含水层深、上覆隔水层厚、煤层倾角适中[1]，针对此类地质条件的矿井，国内外许多专家都开展过“流-固”两相相似模拟试验。然而，模型采动后的观测手段均为经纬仪测量法[2-3]，该方法可以用来观测模型表面特殊观测点的位移情况，却难以实现模型表面的全场测量，同时受含水层影响，模型表面经常发生突水溃砂，导致测量精度很难达到试验要求。作为目前较为前沿的测量技术，数字散斑以其非接触且精度高的优势广泛应用于全场测量的各类场景中[4]。数字散斑技术是指利用物体表面随机分布的散斑在变形前后的相关性来确定物体表面的唯一应变，实现对物体形变场的测量，可以应用于大型结构、材料试件等表面的形变测量，进而获取表面应变分布[5-6]。

本文依托于华北科技学院流固耦合相似模拟平台，模拟灵新煤田煤层群开采时的顶板及含水层破坏情况。模型开采后，使用数字散斑测量系统测量模型表面的位移场变化，运用图像优化处理算法计算含水层突水情况下的模型表面微小变形位移，并与经验公式法的结果进行对比，验证了数字散斑技术应用于模型表面观测的准确性，为流固耦合相似模拟试验的研究提供一种高效的观测手段。

1 数字散斑系统应用原理

相干光照在被测物体表面时，由于散射效应，被测物体的表面会形成相干子波，子波在物体周围相互干涉，便形成了相干干涉子波。……