[發(fā)明專利]一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911382326.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110954680B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟振江;盧全中;彭建兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發(fā)明公開(kāi)了一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置及方法，該裝置包括試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖洹⒐潭ㄆ脚_(tái)和移動(dòng)平臺(tái)，所述移動(dòng)平臺(tái)的底部設(shè)置錯(cuò)位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述固定平臺(tái)上由下至上依次設(shè)置有第一底板、第一防水板和第一隔水板，所述移動(dòng)平臺(tái)上由下至上依次設(shè)置有第二底板、第二防水板和第二隔水板，所述錯(cuò)位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括支架、千斤頂和滑移限位部件；該方法包括以下步驟：一、試驗(yàn)前準(zhǔn)備；二、在模型箱內(nèi)鋪設(shè)模型土層，埋設(shè)傳感器并與數(shù)據(jù)采集儀連接；三、向模型土層內(nèi)部注水；四、模擬模型土層斷裂錯(cuò)動(dòng)模擬；五、模型土層排水模擬地下水位變化。本發(fā)明能模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化情況下地裂縫的發(fā)育情況，且模擬準(zhǔn)確性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地裂縫模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)缺乏用于專門(mén)研究地裂縫成因機(jī)理的較成熟的模擬試驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，尤其是針對(duì)有地下水條件下的地裂縫模擬試驗(yàn)。一些學(xué)者開(kāi)展了一些地裂縫物理模型試驗(yàn)研究，但限于試驗(yàn)場(chǎng)地、模型平臺(tái)及監(jiān)測(cè)設(shè)備等條件制約，大多只是針對(duì)某單一的致災(zāi)因素開(kāi)展研究，研究還不夠系統(tǒng)深入，也未曾圍繞斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的耦合作用誘發(fā)地裂縫開(kāi)展過(guò)模型試驗(yàn)研究。另外，一些學(xué)者開(kāi)展了斷裂錯(cuò)動(dòng)下地裂縫成因機(jī)理的模型試驗(yàn)研究，然而針對(duì)地下水位變化條件下引起的地裂縫擴(kuò)展的物理模型試驗(yàn)還未開(kāi)展，且用于斷裂錯(cuò)動(dòng)下地裂縫的試驗(yàn)平臺(tái)為相對(duì)簡(jiǎn)單的模型箱，不能較好控制斷裂錯(cuò)動(dòng)量、地下水位變化等因素。

因此，現(xiàn)如今缺少一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置及方法，能模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水耦合工況條件變化下地裂縫的發(fā)育情況，且模擬更接近于實(shí)際情況，操作便捷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置，其設(shè)計(jì)合理且成本低，能模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水耦合工況下地裂縫的發(fā)育情況，且模擬更接近于實(shí)際情況，操作便捷。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括模型箱、設(shè)置在模型箱內(nèi)的固定平臺(tái)和設(shè)置在模型箱內(nèi)的移動(dòng)平臺(tái)，所述模型箱上設(shè)置有透明玻璃，所述模型箱內(nèi)鋪設(shè)有模型土層，所述移動(dòng)平臺(tái)的底部設(shè)置有錯(cuò)位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述固定平臺(tái)上表面由下至上依次設(shè)置有第一底板、第一防水板和第一隔水板，所述移動(dòng)平臺(tái)上表面由下至上依次設(shè)置有第二底板、第二防水板和第二隔水板，所述錯(cuò)位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括支架、設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)底部的千斤頂和設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)底部四角且能沿支架滑動(dòng)的滑移限位部件，所述模型土層位于第一隔水板和第二隔水板上，所述模型土層包括基巖層和多個(gè)由下至上依次鋪設(shè)的模擬土層，所述模擬土層內(nèi)鋪設(shè)有注水管，所述注水管的進(jìn)水口與供水管連接，所述注水管的出水口與排水管連接，所述排水管伸入收集量筒，所述供水管與供水量筒連接，所述排水管上設(shè)置有排水閥，所述供水管上設(shè)置有供水閥；

所述固定平臺(tái)遠(yuǎn)離移動(dòng)平臺(tái)的一端設(shè)置有第一側(cè)板，所述移動(dòng)平臺(tái)遠(yuǎn)離移動(dòng)平臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有第二側(cè)板，所述第二側(cè)板與模型箱的內(nèi)側(cè)面之間設(shè)置有錯(cuò)位角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

上述的一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述支架包括安裝在移動(dòng)平臺(tái)兩端的第一傾斜支撐板和第二傾斜支撐板，以及兩個(gè)對(duì)稱連接于第一傾斜支撐板和第二傾斜支撐板之間的連接板，所述連接板的兩端與第一傾斜支撐板和第二傾斜支撐板鉸接；

所述第一傾斜支撐板的頂端設(shè)置有多個(gè)沿移動(dòng)平臺(tái)的寬度方向布設(shè)的第一耳座，所述第二傾斜支撐板的頂端設(shè)置有多個(gè)沿移動(dòng)平臺(tái)的寬度方向布設(shè)的第二耳座，所述第一耳座內(nèi)穿設(shè)有第一轉(zhuǎn)軸，所述第二耳座內(nèi)穿設(shè)有第二轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸的兩端穿過(guò)固定平臺(tái)靠近移動(dòng)平臺(tái)的一端。

上述的一種模擬斷裂錯(cuò)動(dòng)與地下水變化的地裂縫試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述固定平臺(tái)靠近移動(dòng)平臺(tái)的一端設(shè)置第一凸起、第二凸起和第三凸起，所述第一凸起和第二凸起之間的間距與第二凸起和第三凸起之間的間距相同，所述第二凸起的底部設(shè)置有容納槽；