[發明專利]構造物理模擬試驗裝置

無效

• 申請號: 200710016059.X
• 申請日: 2007-06-11
• 公開（公告）號: CN101093188A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 單亦先;任旭虎;王心剛;孫志信
• 申請（專利權）人: 孫志信;單亦先
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域：本發明涉及一種用于構造物理模擬試驗前準備，實現拉伸、擠壓、拱升、滑脫等多種單一和復合式邊界應力條件試驗的裝置，尤其是一種構造物理模擬試驗裝置。

二、背景技術：目前的裝置無法實現模擬拉伸、擠壓、拱升、滑脫等多種單一和復合式邊界應力條件下試驗，難以滿足構造擠壓拉伸加自身變形的地質狀態。國內現有的構造物理模擬試驗裝置均是在假定盆地邊界和基底條件固定不變的基礎上進行的，原有的試驗裝置多數只能進行單期構造運動模擬，不能實現水平面內的運動和垂直上下運動，以及模擬地質中的俯沖現象。速度上不能實現同向，也不能實現反向運動。模擬實驗需要一種既能實現水平面內的運動，又能實現垂直上下運動，模擬地質中的俯沖現象。速度上既要求能實現同向，又能實現反向運動，速度大小可調的裝置。

三、發明內容：本發明是一種建立實際地質構造模型，通過構造物理模擬動態地再現地質構造的變形過程，幫助我們認識構造的形成機制和演化規律，為正確認識和理解自然界地質構造特征提供實驗依據的構造物理模擬試驗裝置。該裝置能夠從不同角度不同方位對地質構造模型進行受力實驗，能實現任意邊界的試驗。能夠結合構造物理模擬試驗裝置基本試驗區，實現拉伸、擠壓、拱升、滑脫等多種單一和復合式邊界應力條件下的試驗。

構造物理模擬試驗裝置包括試驗工作臺13、底部試驗加力裝置部分14、四周加力部分15、試驗底辟裝置部分16、底部摩擦儀部分17，各部分活動連接在工作臺上，底部摩擦儀部分包括固定支架1和三角固定支架2，固定支架1上設有呈矩形分布的四個軸，軸上設有輪，輪上環套有皮帶5，三角固定支架2上設有呈三角形分布的三個軸，軸上設有輪，輪環套有皮帶6。矩形分布的四個軸包括動力軸3和三個被動軸4，三角形分布的三個軸中包括動力軸7和兩個被動軸8。皮帶5、皮帶6為齒形帶，動力軸3、動力軸7表面分別為與皮帶5、皮帶6相吻合的齒形。動力軸3和動力軸7分別由轉速比相同的蝸輪蝸桿減速機帶動，蝸輪蝸桿減速機由伺服電機驅動。三角固定支架2上設有固定動力軸7的多個底座，并分別配有相應多個直徑尺寸的動力軸上的輪，最上端的底座使皮帶6的上端面與皮帶5的上端面處于一個水平面并相互通過密封條接觸，其他底座使皮帶6的上端面與皮帶5的上端面不處于一個水平面并相互通過密封條接觸。矩形分布的四個軸之間設有皮帶5的張緊機構9，三角形分布的三個軸之間設有皮帶6的張緊機構10。張緊機構位于相鄰的兩個軸之間，包括固定板12，固定板12上設有U形槽，U形槽內設有相應的固定軸，固定軸上設有滑輪11，固定軸通過固定板和螺母固定。在皮帶5、6的上端面四周設有玻璃擋板，擋板底部與皮帶通過密封條接觸。伺服電機分別由可編程控制器PLC控制。為了保證底部摩擦儀的整體剛度，底部摩擦儀的主體結構選擇HT200為材料的鑄造毛坯，兩臺伺服電機，分別通過傳動比為3600的蝸輪蝸桿減速器，實現同步齒形帶的轉動。為了滿足模擬不同地質情況的要求，本裝置的可移動的動力軸7的輪設計有兩種尺寸，一種為直徑100mm，另一種為300mm。采用上述結構以后，可以使矩形皮帶和三角形皮帶同向轉動、相向轉動、被向轉動或者通過上下移動動力軸7使兩皮帶之間產生錯層，進而再同向轉動、相向轉動、被向轉動，從而模擬地質構造模型進行受力實驗，實現模擬拉伸、擠壓、拱升、滑脫等多種單一和復合式邊界應力條件下試驗。由于設有張緊機構可以通過將固定軸在U形槽中上下移動，再通過螺母將其固定來調整滑輪11的位置達到調整皮帶張緊度的目的。

四、附圖說明：附圖1為底部摩擦儀部分的結構示意圖；

附圖2為張緊機構的結構示意圖；

附圖3為本發明的結構示意圖。

五、具體實施例：構造物理模擬試驗裝置包括試驗工作臺13、底部試驗加力裝置部分14、四周加力部分15、試驗底辟裝置部分16、底部摩擦儀部分17，各部分活動連接在工作臺上，底部摩擦儀部分包括固定支架1和三角固定支架2，固定支架1上設有呈矩形分布的四個軸，軸上設有輪，輪上環套有皮帶5，三角固定支架2上設有呈三角形分布的三個軸，軸上設有輪，輪環套有皮帶6。矩形分布的四個軸包括動力軸3和三個被動軸4，三角形分布的三個軸中包括動力軸7和兩個被動軸8。皮帶5、皮帶6為齒形帶，動力軸3、動力軸7表面分別為與皮帶5、皮帶6相吻合的齒形。動力軸3和動力軸7分別由轉速比相同的蝸輪蝸桿減速機帶動，蝸輪蝸桿減速機由伺服電機驅動。三角固定支架2上設有固定動力軸7的多個底座，并分別配有相應多個直徑尺寸的動力軸上的輪，最上端的底座使皮帶6的上端面與皮帶5的上端面處于一個水平面并相互通過密封條接觸，其他底座使皮帶6的上端面與皮帶5的上端面不處于一個水平面并相互通過密封條接觸。矩形分布的四個軸之間設有皮帶5的張緊機構9，三角形分布的三個軸之間設有皮帶6的張緊機構10。張緊機構位于相鄰的兩個軸之間，包括固定板12，固定板12上設有U形槽，U形槽內設有相應的固定軸，固定軸上設有滑輪11，固定軸通過固定板和螺母固定。在皮帶5、6的上端面四周設有玻璃擋板，擋板底部與皮帶通過密封條接觸。伺服電機分別由可編程控制器PLC控制。為了保證底部摩擦儀的整體剛度，底部摩擦儀的主體結構選擇HT200為材料的鑄造毛坯，兩臺伺服電機，分別通過傳動比為3600的蝸輪蝸桿減速器，實現同步齒形帶的轉動。為了滿足模擬不同地質情況的要求，本裝置的可移動的動力軸7的輪設計有兩種尺寸，一種為直徑100mm，另一種為300mm。