[发明专利]一种大型地裂缝物理模型的实验系统

摘要

本发明实施例公开了一种大型地裂缝物理模型的实验系统，涉及基于地质学的实验测量技术领域，实现了通过实验模拟，在开采地下水条件下，研究在基岩潜山部位地层差异压缩导致地裂缝发育扩展的物理模型。本发明包括：模型箱由有机玻璃溶接制成；支撑框架系统包括框架、硬支撑和千斤顶，框架固定安装在模型箱的外表面，硬支撑为金属框架结构，覆盖安装在模型箱的外表面，千斤顶用于调节模型箱底的水平程度；在每一端的每个进水口上安装水量量测仪表和水阀；在每个排水口上安装水量量测仪表和水阀；基底形态控制系统包括：监测仪器由在各层中设置的分布式光纤、液位计、位移计、测压管和温度计组成。本发明适用于地裂缝物理研究。

主权项

1.一种大型地裂缝物理模型的实验系统，其特征在于，包括：模型箱、支撑框架系统、进水系统、排水系统和基底形态控制系统；所述模型箱由有机玻璃溶接制成；所述支撑框架系统包括框架、硬支撑和千斤顶，所述框架固定安装在所述模型箱的外表面，所述硬支撑为金属框架结构，覆盖安装在所述模型箱的外表面，所述千斤顶用于调节所述模型箱底的水平程度，所述千斤顶的底座安置在地面上，且所述千斤顶的举重杆接触所述金属框架结构的底盘；所述进水系统包括了设置在所述模型箱两端的进水口，其中，在每一端的每个进水口上安装水量量测仪表和水阀；所述排水系统包括了设置在所述模型箱底部的排水口，并在每个排水口上安装水量量测仪表和水阀；所述基底形态控制系统包括：铺设在所述模型箱中的土层，和设置在所述土层中的监测仪器；其中，自所述模型箱底至上，所述土层包括：粘土层、砂层、粉土层和粘土薄层，且在所述土层之间设置用于标识的云母片；所述监测仪器由在各层中设置的分布式光纤、液位计、位移计、测压管和温度计组成；所述监测仪器的分布式光纤分竖向、横向铺设，其中包括四层水平分布式光纤和12条竖向分布式光纤；在所述粘土层与所述砂层的交界面，布设第一层水平分布式光纤，并安装有与所述第一层水平分布式光纤连接的液位计、位移计和测压管；在所述砂层中部，布设第二层水平分布式光纤，并安装有与所述第二层水平分布式光纤连接的液位计、位移计、温度计和至少5个PR2土壤剖面水分传感器；在所述砂层与所述粉土层的交界面且用于标识的云母片下方，布设第三层水平分布式光纤，并安装有与所述第三层水平分布式光纤连接的温度计、位移计和至少5个PR2土壤剖面水分传感器；在所述粉土层中部，布设第四层水平分布式光纤，并安装有与所述第四层水平分布式光纤连接的位移计和至少5个PR2土壤剖面水分传感器；所述模型箱的四周边界为箱体和底部边界为粘土层，且作为隔水边界；所述模型箱的进水口和排水口，概化为注水井群和抽水井群。