1、西部干旱及半干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，在受到采礦等人為擾動(dòng)后，生態(tài)環(huán)境問題更加突出。土壤作為植被的載體，對(duì)動(dòng)物、微生物、氣候等生態(tài)因子具有重要的影響，因此探尋開采對(duì)土壤關(guān)鍵物理性質(zhì)影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　目前較少學(xué)者從室內(nèi)物理模擬角度探尋開采對(duì)土壤物理性質(zhì)影響。本文依據(jù)相似理論和開采沉陷理論，采用量綱分析法推導(dǎo)了開采對(duì)土壤物理性質(zhì)影響的物理模型試驗(yàn)相似準(zhǔn)則及相似常數(shù)；設(shè)計(jì)了相似裝置的關(guān)鍵尺寸參數(shù)、模擬開采尺寸、開采方法及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，

2、研制出開采影響土壤物理性質(zhì)的三維物理模擬平臺(tái)。
　　本文合理選取52303工作面上覆巖層相似材料及其鋪設(shè)方式，實(shí)現(xiàn)了土壤相似性鋪設(shè)；提出了利用對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組降低邊界效應(yīng)的室內(nèi)物理模擬數(shù)據(jù)獲取方法及土壤取樣點(diǎn)水平變形值的計(jì)算規(guī)則。從沉陷影響范圍、主斷面地表水平移動(dòng)和變形、開采影響范圍內(nèi)水平變形角度，分析了造成土壤物理性質(zhì)變化的開采沉陷相似的合理性。
　　通過室內(nèi)開采影響土壤物理性質(zhì)的相似模擬試驗(yàn)及野外土壤取樣試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，開采

3、對(duì)土壤天然含水量和容重的擾動(dòng)具有空間分區(qū)特性。開采降低了壓縮區(qū)、拉伸區(qū)土壤天然含水量及拉伸區(qū)的土壤容重，提高了壓縮區(qū)和拉伸區(qū)土壤天然含水量和土壤容重的離散程度。
　　通過物理模擬實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，壓縮區(qū)土壤天然含水量變化與水平變形值呈現(xiàn)正相關(guān)，拉伸區(qū)土壤天然含水量變化、土壤容重變化與水平變形值均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。壓縮區(qū)土壤天然含水量比拉伸區(qū)土壤天然含水量對(duì)地表水平變形更敏感。
　　通過對(duì)開采前后土壤物理性質(zhì)空間變化分析，發(fā)現(xiàn)開采增強(qiáng)了