[發明專利]模擬斷裂粘滑錯動對隧道工程影響的實驗系統及方法

有效

• 申請號: 202110049130.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112362479B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 鄒宇;羅光明;鄭博文;祁生文;周輝;何滿潮
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N3/02
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種模擬斷裂粘滑錯動對隧道工程影響的實驗系統，其特征在于，該實驗系統包括模型箱系統和粘滑加載系統；所述模型箱系統用于模擬斷層兩盤間的相互作用；

所述粘滑加載系統包括第一加載組件、第二加載組件和承托組件；所述第一加載組件包括第一加載裝置和設置于所述第一加載裝置預設位置的第一樣品框，所述第一樣品框用于放置主加載巖體樣品；所述承托組件設置于所述第一樣品框側部，所述承托組件承托的子加載巖體樣品可在所述第二加載組件的作用下與所述主加載巖體樣品抵觸設置；所述承托組件包括設置于所述第一樣品框兩側的第一承托裝置和第二承托裝置；所述子加載巖體樣品包括分別設置于所述第一承托裝置、所述第二承托裝置中的第一子加載巖體樣品、第二子加載巖體樣品；所述第二加載組件包括相對設置的第一水平加載裝置和第二水平加載裝置；所述第一子加載巖體樣品、所述第二子加載巖體樣品分別在所述第一水平加載裝置、所述第二水平加載裝置的作用下夾緊所述主加載巖體樣品；

在實驗過程中，所述第二加載組件通過所述子加載巖體樣品對所述主加載巖體樣品提供水平加載力，利用所述第一加載裝置推動所述主加載巖體樣品的第一樣品框，所述主加載巖體樣品與所述子加載巖體樣品摩擦產生粘滑效果；所述主加載巖體樣品可在所述第一加載裝置的作用下對第一盤提供垂向加載力，以模擬逆斷層錯動的震源，或者，所述主加載巖體樣品可在所述第一加載裝置的作用下對第二盤提供垂向加載力，以模擬正斷層錯動的震源，或者，所述主加載巖體樣品可在所述第一加載裝置的作用下對第一盤提供水平方向加載力，以模擬走滑斷層錯動的震源；

所述模型箱系統包括中空敞口設置的箱體結構；所述箱體結構包括水平設置的第一箱體和第二箱體，所述第一箱體包括第一前面板、第一后面板、第一側面板和第一底面板；所述第二箱體包括第二前面板、第二后面板、第二側面板和第二底面板；所述第一側面板和所述第二側面板相對設置；所述第一箱體與所述第二箱體的接觸面傾斜設置；所述第一箱體與所述第二箱體水平左右設置，所述第二箱體遠離所述第二側面板的一側與所述第一箱體內表面之間為第一盤，所述第一箱體遠離所述第一側面板的一側與所述第二箱體內表面之間為第二盤。

2.根據權利要求1所述的模擬斷裂粘滑錯動對隧道工程影響的實驗系統，其特征在于，所述粘滑加載系統設置于所述第一箱體的下部；

所述第二箱體通過支撐裝置固設于地面；

所述第一盤為上盤，所述第二盤為下盤；

所述第一樣品框設置于所述第一加載裝置頂部；所述第一樣品框的頂部設置有導軌裝置，所述導軌裝置的延伸方向與所述第二加載組件的活動方向一致設置；所述第一底面板的底部開設有與所述導軌裝置適配的凹槽結構。

3.根據權利要求1所述的模擬斷裂粘滑錯動對隧道工程影響的實驗系統，其特征在于，所述粘滑加載系統設置于所述第二箱體的下部；

所述第一箱體通過支撐裝置固設于地面；

所述第一盤為上盤，所述第二盤為下盤；

所述第一樣品框設置于所述第一加載裝置頂部；所述第一樣品框的頂部設置有導軌裝置，所述導軌裝置的延伸方向與所述第二加載組件的活動方向一致設置；所述第二底面板的底部開設有與所述導軌裝置適配的凹槽結構。

4.根據權利要求1所述的模擬斷裂粘滑錯動對隧道工程影響的實驗系統，其特征在于，所述粘滑加載系統設置于所述第一箱體側部且所述粘滑加載系統與所述第一箱體水平設置；

所述第二箱體固設于地面；

所述第一盤、所述第二盤分別為走滑斷層的兩盤；

所述第一樣品框設置于所述第一加載裝置側部；所述第一樣品框遠離所述第一加載裝置的側部設置有導軌裝置，所述導軌裝置的延伸方向與所述第二加載組件的活動方向一致設置；所述第一前面板的側部開設有與所述導軌裝置適配的凹槽結構。

5.根據權利要求1所述的模擬斷裂粘滑錯動對隧道工程影響的實驗系統，其特征在于，所述粘滑加載系統還包括第一加載板和第二加載板，所述第一加載板、所述第二加載板分別設置于所述第一水平加載裝置、所述第二水平加載裝置的活動端；

所述第一加載板、所述第二加載板的尺寸與所述第一子加載巖體樣品、所述第二子加載巖體樣品的側面面積相適配；

所述第一底面板的下部還設置有滾輪組件；

所述滾輪組件包括多個滾輪，多個所述滾輪陣列設置。