[实用新型]实验室断层构造模拟试验台

说明书

本实用新型提供一种实验室断层构造模拟试验台，包括：外壳以及设置于外壳内部的第一电磁调节器、第一电磁发生装置、第二电磁发生装置、第二电磁调节器、第三电磁发生装置、第四电磁发生装置和磁极变换粘滞磁条；通过第一电磁发生装置、第二电磁发生装置、第三电磁发生装置和第四电磁发生装置构建磁场，并控制磁极变换、磁性大小和设置高度；调整对模拟地层施加力的位置和角度；磁极变换粘滞磁条发挥诱导作用；通过对外部磁场力大小、方向等参数的施加、控制，实现断层活化、结构面滑移、应力作用等断层力学活动；为实验室模拟断层滑移等力学活动提供实验基础，揭示断层诱发巷道破坏机理，对分析巷道动载及冲击破坏提供理论依据有着重要意义。

技术领域

本实用新型涉及地层模拟实验技术领域，尤其涉及一种实验室断层构造模拟试验台。

背景技术

由于断层滑移型冲击地压的复杂应力场和断层滑移诱发冲击的复杂关系，采用理论分析和数值模拟手段无法较好地分析断层滑移型冲击地压的孕育过程及发生机理，而物理模拟可以真实模拟断层滑移诱发冲击失稳的过程，揭示断层滑移与煤岩冲击失稳之间的作用联系，从而为断层滑移型冲击地压防治提供参考。因此，对于实验室模拟断层滑移型冲击地压试验仪器是十分必要的，这对深入研究地质构造作用、断层运动规律及断层滑移诱发冲击地压致灾机理有着重要意义。

由于含构造及断层滑移型冲击地压的复杂性、突发性和破坏性，开展有效的现场试验研究十分困难，且国内外尚无对其进行真实模拟的室内试验设备。目前，对于断层面的物理相似模拟局限于人工预制裂隙，缺乏应力作用及主动诱导因素，与实际断层滑移偏差较大，若采用传统油缸施加压力，只能进行点接触面加压，且不易改变施加压力的方向，模拟具有局限性，且油缸加压的方式控制精度差。

实用新型内容

本实用新型提供一种实验室断层构造模拟试验台，用以解决现有技术中断层模拟试验台存在局限性、模拟偏差大和控制精度差的缺陷。

本实用新型提供一种实验室断层构造模拟试验台，包括：外壳以及设置于外壳内部的第一电磁调节器、第一电磁发生装置、第二电磁发生装置、第二电磁调节器、第三电磁发生装置、第四电磁发生装置和磁极变换粘滞磁条；其中，

所述第一电磁发生装置位于所述第二电磁发生装置的上方，所述第一电磁调节器与所述第一电磁发生装置电控连接，用于控制所述第一电磁发生装置的磁极变换、磁性大小和设置高度，所述第二电磁发生装置水平滑动设置于模拟地层的上表面，相应的所述第一电磁发生装置与所述第二电磁发生装置产生电磁力作用并通过所述第二电磁发生装置施加于模拟地层的上表面；

所述第三电磁发生装置位于所述第四电磁发生装置的上方，所述第二电磁调节器与所述第四电磁发生装置电控连接，用于控制所述第四电磁发生装置的磁极变换、磁性大小和设置高度，所述第三电磁发生装置水平滑动设置于模拟地层的下表面，相应的所述第三电磁发生装置与所述第四电磁发生装置产生电磁力作用并通过所述第三电磁发生装置施加于模拟地层的下表面；

所述磁极变换粘滞磁条倾斜设置于模拟地层的内部，用于模拟断层裂隙。

其中，所述外壳由上盖板、底支撑板和侧向支撑梁围设而成。

其中，所述第一电磁调节器安装于所述上盖板的下表面，所述第二电磁调节器安装于所述底支撑板的上表面。

其中，还包括侧向加载装置和柔性推板，所述侧向加载装置一端连接于所述侧向支撑梁的内侧，另一端连接于所述柔性推板，所述柔性推板立设于模拟地层的侧面。

其中，所述侧向加载装置竖直设置2～6列，水平设置4～10行。

其中，所述磁极变换粘滞磁条包括至少两列沿其长度方向交替设置的多个N极和S极。

其中，还包括磁性过渡段，所述磁性过渡段包括设置于所述磁极变换粘滞磁条的外侧的磁性材料。

其中，所述第二电磁发生装置和所述第三电磁发生装置均为电磁柱。