[發明專利]一種用于室內走滑斷層的雙向加載的加載裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201911037799.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110736666B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 代樹紅;李碩;馬勝利;王闖
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 陳曉寧;韓惠琴

本發明公開了一種用于室內走滑斷層的雙向加載的加載裝置及試驗方法，承載框架，其左部和底部的內側分別設有兩個T形凹槽，承載框架的內部用于放置被測試樣；滾動機構，安裝在所述承載框架左部和底部的兩個T形凹槽之間，用于使被測試樣在走滑斷層之間產生粘滑現象；加載機構，位于所述承載框架的頂部和右側，用于對被測試樣施加加載力，并采集被測試樣的位移和壓力信號。本發明結構設計合理，操作簡單，通過用液壓伺服試驗機控制加載壓頭，可用于室內走滑斷層構造蠕滑和粘滑條件下變形場研究，并減少了走滑斷層構造試驗系統的制造成本。同時，在試驗的過程中，可以準確的測量被測試樣的力與位移，可以給出力、位移和時間參數關系曲線。

技術領域

本發明屬于地質力學模型試驗的技術領域，尤其涉及一種用于室內走滑斷層的雙向加載的加載裝置及試驗方法。

背景技術

我國地震活動以走滑型為主，研究走滑型地震的前兆現象具有重要意義。地震是一個動力學過程，是斷層由應變積累轉變為快速釋放并發生失穩的過程。通過開展室內地震模擬試驗，深入研究斷層滑動亞失穩行為及主要影響因素，揭示斷層滑動失穩短臨階段的過程，預測可能產生的地球現象，是研究走滑型地震前兆現象的基本科學方法。

發明內容

為開展室內地震模擬試驗，解釋地震前兆現象的機制，本發明所要解決的技術問題在于提供一種適用于室內走滑斷層構造蠕滑和粘滑條件下變形場研究的雙向加載加載裝置及試驗方法。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案來實現：本發明提供一種用于室內走滑斷層的雙向加載的加載裝置，包括：

承載框架，其左部和底部的內側分別設有兩個T形凹槽，承載框架的內部用于放置被測試樣；

滾動機構，安裝在所述承載框架左部和底部的兩個T形凹槽之間，用于使被測試樣的左側部分沿著滾動機構勻速向下滑動，被測試樣的右側在滾動機構的作用下向左移動，使被測試樣在走滑斷層之間產生粘滑現象；

加載機構，位于所述承載框架的頂部和右側，用于對被測試樣施加加載力，并采集被測試樣的位移和壓力信號。

可選的，所述加載機構包括位于所述承載框架上方的加載壓頭和第一氣缸、位于所述承載框架右側的第二氣缸：

所述加載壓頭由液壓伺服試驗機驅動，所述加載壓頭的位移和壓力信號由液壓伺服試驗機采集；

所述第一氣缸和第二氣缸的活塞桿上設有壓力傳感器，該壓力傳感器與力值顯示控制儀連接；

所述第一氣缸和第二氣缸由氣泵進行控制。

進一步的，所述氣泵和所述第一氣缸、第二氣缸之間連接有氣源處理裝置和手動氣控閥。

由上，加載壓頭由液壓伺服試驗機控制，在試驗的過程中能夠采集力信號和位移信號，可輸出力、位移和時間參數關系曲線。

可選的，所述氣源處理裝置包括用于過濾掉氣泵中的水汽、油滴和固體雜質氣源的過濾器、用于保證第一氣缸、第二氣缸施加在被測試樣上力的穩定的穩壓閥和用于對第一氣缸、第二氣缸的運動部件起到潤滑的作用的油霧器。

可選的，所述滾動機構包括U型滾筒支座、滾筒和滾動軸承，所述滾動軸承放置在所述U型滾筒支座的內部并支承在所述滾筒的兩端，所述U型滾筒支座通過螺栓固定在承載框架內側的T形凹槽上。

由上，滾動機構可由螺栓固定在T型凹槽的任意位置，保證了被測試樣大小不同或走滑斷層位置不同時，加載裝置都能滿足試驗要求。另外，滾動機構作為被測試樣的輥軸約束，可在施加載荷后使試樣在其滾動方向滑動，沿走滑斷層發生粘滑現象。

進一步的，所述第一氣缸和第二氣缸通過法蘭板和螺栓分別固定在承載框架的頂部和右側。

可選的，所述承載框架由四塊鋼板采用凸凹槽插裝形成。