[发明专利]一种走滑断裂物理模拟装置

说明书

本发明公开一种走滑断裂物理模拟装置，包括压力机框架和试验箱，压力机框架与试验箱转动连接；压力机框架上固定有侧向液压机和水平向液压机，压力机框架上开设有第四通孔和第五通孔；试验箱一侧固定连接有侧向压力套件，侧向液压机输出端与侧向压力套件可拆卸连接，试验箱顶部可拆卸连接有盖板套件，水平向液压机的输出端与盖板套件可拆卸连接，水平向液压机的输出端和盖板套件配合后又与水平向压力套件配合，试验箱一端固定连接有水平向压力套件，水平向液压机的输出端与水平向压力套件可拆卸连接。本发明可以实现物理模拟过程中试样制备和试验加载的一体化。

技术领域

本发明涉及地质力学模型试验领域，特别是涉及一种走滑断裂物理模拟装置。

背景技术

地壳应力状态是地下工程稳定性评价、地下能源开发、核废料处置的关键基础资料，对地球动力学过程认识、地震危险性评价具有重要意义。在岩体工程中，由于构造应力的作用，岩体会产生一些形变或破裂，进而产生诸如褶皱、断裂等等，走滑断裂便是其中一种非常重要的地壳构造形迹。走滑断裂的断裂面通常比较平直光滑且与水平面近于垂直，当断层两侧岩体在构造应力作用下沿断裂面走向相对运动时，在断层的周围会形成拉张应力区和挤压应力区。如果断层产生缓慢的蠕滑变形，那么这种影响是长期缓慢的，如果断层产生粘滑错动，那么这种影响是短暂突然的。这种变化对断层局部应力状态的影响如何，这种变化与断裂的活动性有何关系？因此研究走滑断裂局部应力场的演化规律及断裂活动性是重要且必要的。

在岩体应力场的研究中通常采用数值模拟、物理模拟和现场监测等研究方法，其中走滑断裂物理模拟主要采用与地质原型符合一定相似关系的物理模型模拟断裂地质原型所处的构造应力环境和应力状态，再现构造行迹的形成和演化过程，从而揭示地质体局部应力场在构造应力作用下的演化机理及变化规律，对于断层应力场演化及断裂活动性研究具有重要意义。

目前，已有一些对走滑断裂进行物理模拟的试验装置。例如专利公开号为CN201383278Y的专利，是一种实现走滑断层的错动模拟演示装置，能实现走滑型地震的错动模拟演示，但其无法实现走滑断裂物理模拟的多角度断裂预制及双向加载过程。又例如公开号为CN206312488U的专利，虽然用物理模拟的方式实现了走滑断层形成过程的可视化模拟，但其无法对既有走滑断层进行提前预制并模拟其加载破裂过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种走滑断裂物理模拟装置，以解决上述现有技术存在的问题，实现物理模拟过程中试样制备和试验加载的一体化。试样制作阶段可以实现断裂面预制并且具有少扰动断裂面的特点，加载阶段能够实现模拟过程的双向加载的便捷控制，为走滑断裂局部应力场演化以及断裂活动性研究提供重要支撑和方案参考。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种走滑断裂物理模拟装置，包括压力机框架和试验箱，所述压力机框架与所述试验箱转动连接；

所述压力机框架上固定有侧向液压机和水平向液压机，所述试验箱一侧固定连接有侧向压力套件，所述侧向液压机输出端与所述侧向压力套件可拆卸连接，所述试验箱顶部可拆卸连接有盖板套件，所述侧向液压机的输出端与所述盖板套件可拆卸连接，所述侧向液压机的输出端和所述盖板套件配合后又与所述水平向压力套件配合，所述试验箱一端固定连接有水平向压力套件，所述水平向液压机的输出端与所述水平向压力套件可拆卸连接。

优选的，所述试验箱远离水平向液压机的一端固定有旋转手柄和若干第一定位器卡槽，所述压力机框架上固定有若干第二定位器卡槽，所述第一定位器卡槽和第二定位器卡槽之间可拆卸连接有定位器。

优选的，所述侧向压力套件包括侧框，所述侧框与所述试验箱固定连接，所述侧框上开设有第一通槽，所述侧框上固定有侧盖板，所述侧盖板上开设有第二通槽，所述第一通槽内放置有侧压板，所述侧压板尺寸大于所述第二通槽小于所述第一通槽，所述侧压板与所述侧向液压机输出端可拆卸连接。