（1）用与原型相似的模型进行试验研究，并将研究结果应用于原型的一种重要的试验研究方法。广泛应用于各学科领域。其关键是要根据相似理论进行模型设计。主要的优点是：可以控制主要试验参数而不受环境条件的限制与影响；便于改变试验参数进行对比试验；经济性好。主要的不足是：相似指标难以完全满足，常常只能考虑某些主要因素而忽略其次要因素。
（2）利用模型流动模拟原型流动的试验研究。它的任务包括：根据试验要求和试验条件合理选定几何比尺设计模型尺寸；正确运用相似准则确定原型与模型流各物理量的比尺；将模型流动观测得到的结果换算为原型流动的情况。相似模型的类型主要分为：完全相似模、近似相似模型、正态模型和变态模型，在实际工程应用中一般是采用正态相似模型。流体力学的模型中的流体通常是采用水或空气，即同种流体模拟或水气模拟，在平面势流的模拟试验中也常采用水电模拟。
为研究深部巷道围岩破裂机理，在“深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验装置”进行了模型试验，系统研究了深部巷道围岩在最大初始开洞荷载与洞室轴线平行作用下直墙拱顶试验的破坏形态和机理。 图1
模型试验在总参工程兵科研三所和淮南矿业集团有限责任公司煤矿瓦斯治理国家工程研究中心联合研制的“深部巷道围岩破裂机理与支护技术模拟试验装置”上进行。试验模型体尺寸为长x宽x厚= 1000mmx1000mmx400mm。
模型试验相似问题主要考虑了几何相似条件和应力相似条件，根据试验装置的内部结构尺寸，选取几何相似系数为1：15，应力相似系数为1：20。试验采用地下工程常用的直墙拱顶形结构形式进行试验，原型洞室侧墙高度为1500mm，拱高为1500mm；对应的模型洞室侧墙高度为100mm，拱高100mm。原型洞室和模型洞室的尺寸如图2所示。 图2
图3
选取水泥：砂：水=1：14：1.4（质量比）的低标号水泥砂浆作为岩体模拟材料，采用分层夯实法成型。模型材料的抗压强度为2.28 MPa。原岩、要求选用的模拟材料及选定的模拟材料的具体力学参数见表1。
地下洞室的安全稳定性的研究方法较多，如邓声君等对地下洞室稳定分析方法进行了总结，并指出，在进行物理模型试验，设计相似模型时，抓住关键的几项相似性，也就达到了解决实际问题的需求，本次试验主要对抗压强度、泊松比和弹性模量及内摩擦角等力学参数进行了相似模拟。此外，原型岩体的力学参数应该具有上、下限值，本文仅取其中间值进行了模拟，模拟值的原型值应该在其上、下限范围内。[1] 图4