[发明专利]用于地下工程相似模型试验的断层制作装置及方法

说明书

本发明涉及地质模拟实验技术领域，尤其是涉及一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置及方法，包括导轨、切缝装置、填充装置、第一升降结构以及第二升降结构，所述切缝装置和填充装置分别活动设置在所述导轨上并能沿导轨的长度方向滑移，所述切缝装置和填充装置分别通过连接于所述第一升降结构和第二升降结构实现升降。本发明可用于在地质仿真模型上制作断层，能实现任意方位、任意尺寸的断层制作，并可保证断层平直、填充密实。

技术领域

本发明涉及地质模拟实验技术领域，尤其是涉及一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置及方法。

背景技术

断层是地壳受力发生断裂，沿断裂面两侧岩块发生的显著相对位移的构造，断层在地层中广泛赋存，并显著影响地质力学活动，包括煤炭开采和非煤开采等。为研究断层对地质力学活动的影响，往往需要开展相似模型试验。相似模型试验是指在实验室环境，利用相似原理，使用相似材料进行地层与地质结构仿真，设置应力或位移边界条件，模拟地质力学活动过程，观察模型的响应特征。在相似模型试验中，通常在模型铺设过程中制作断层，有两种方法：第一种是针对每一个铺设分层，在设计断层位置将模型切开并填充断层带材料，逐层制作，直至完成设计长度的断层；第二种是在模型中安装一或两个隔板，用于定向断层并填充断层带材料。第一种方法断层定向性差，制作出的断层很难平直，影响试验效果；第二种方法隔板会严重影响模型的夯实，降低模型的铺设质量，拖延模型的铺设进度。针对地质力学模型试验中断层难以准确高效制作的难题，本专利提出了一种新型的用于相似模型试验的断层制作装置与方法，该装置用于在模型铺设完成后制作断层，可实现任意方位、任意尺寸的断层制作，并可保证断层平直、填充密实。

发明内容

本发明提供一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，可用于在地质仿真模型上制作断层，能实现任意方位、任意尺寸的断层制作，并可保证断层平直、填充密实。

本发明提供一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，包括导轨、切缝装置、填充装置、第一升降结构以及第二升降结构，所述切缝装置和填充装置分别活动设置在所述导轨上并能沿导轨的长度方向滑移，所述切缝装置和填充装置分别通过连接于所述第一升降结构和第二升降结构实现升降。

根据本发明提供的一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，所述切缝装置包括用于切割模型的活动盘锯，所述活动盘锯通过连接于所述第一升降结构实现升降并通过旋转切割外物。

根据本发明提供的一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，所述第一升降结构包括第一滑块以及与所述活动盘锯连接的升降杆，所述第一滑块活动设置在所述导轨上并能沿所述导轨的长度方向滑移，所述活动盘锯通过所述升降杆可升降地活动连接在所述第一滑块上并能随第一滑块在所述导轨上滑移。

根据本发明提供的一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，所述活动盘锯可拆卸地连接在所述升降杆上。

根据本发明提供的一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，所述填充装置包括用于填充模型的料斗，所述料斗通过活动连接于所述第二升降结构实现升降。

根据本发明提供的一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，所述第二升降结构包括第二滑块以及形成在所述料斗上的升降槽，所述第二滑块活动设置在所述导轨上并能沿所述导轨的长度方向滑移，所述料斗通过所述升降槽可升降地活动配接在所述第二滑块上并能随第二滑块在所述导轨上滑移。

根据本发明提供的一种用于地下工程相似模型试验的断层制作装置，所述料斗包括铰接轴、固定斗片以及通过所述铰接轴活动铰接在所述固定斗片上的活动斗片，所述固定斗片与活动斗片的上部通过折弯后相互合围构成储料腔，所述固定斗片与活动斗片的下部通过直线延伸后相互叠合构成常闭的扁平夹嘴，通过操控所述活动斗片绕所述铰接轴旋转能驱动所述扁平夹嘴张开。