一种模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及模拟逆断层生成演化技术领域，尤其涉及一种模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验装置。


背景技术：

2.断层作为一种基本的地质构造，一直以来都被赋予了重要的研究意义。首先断层与矿床矿体的形成息息相关，且只有在了解断层产状倾角等特征值之后才能合理开展开采工作。不仅如此，断层还与工程建设、地下水形成、地质灾害有着紧密联系。近些年来，人们对断层的研究也出现了数据化模拟、装置实体模拟等新型方式。
3.构造模拟实验在全世界已有200多年历史，而在中国，李四光于20世纪20年代将模拟实验引入地质构造研究，并作为厘定构造体系标准型式的三大步骤之一。由于地质体的性质和地质构造现象十分复杂，运动过程的变化因素很多，理想的相似律模型尚难建立。但通过构造模拟发现，实验中做出的构造型式与地壳中存在的构造型式可以达到总体上高度相似，故可采用模拟实验探讨地壳构造和地壳运动规律。
4.通过砂箱构造模拟地质断层已经被证实是研究断层生成过程及结果和内部构造的有效方式，而目前已有的砂箱构造模拟地质断层的装置不能快捷、简易地模拟不同倾角下的断层生成演化过程及结果。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为解决上述问题，本实用新型的实施例提供了一种模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验装置。
6.本实用新型的实施例提供一种模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验装置，包括：
7.底座，呈开口向上设置，所述开口贯穿所述底座后侧壁，所述开口底壁设有滑轨，所述滑轨在左右方向上延伸；
8.两个支撑板，分别固定于所述底座左侧壁和右侧壁上；
9.多个扇形滑块，相邻所述扇形滑块之间可拆卸连接形成扇形开合组件，在与前后向垂直的剖面上，所述扇形开合组件的底壁向下凸起，且呈劣弧或半圆弧，所述扇形开合组件两端卡扣于两个所述支撑板之间，所述扇形开合组件、两个所述支撑板和所述底座之间形成用于放置土样的容纳空间；
10.驱动装置，可在所述滑轨上滑动，所述驱动装置驱动所述扇形滑块沿扇形开合组件半径方向向上移动；以及，
11.定位装置，用于在所述驱动装置滑动至指定位置时，对所述驱动装置进行定位。
12.进一步地，所述定位装置包括电磁铁和磁性配合部，所述滑轨上均设有所述磁性配合部，所述电磁铁固定于所述驱动装置底部，所述电磁铁用于在所述驱动装置滑动至指定位置后通电，使所述电磁铁与所述滑轨相吸。
13.进一步地，所述滑轨的材质为金属，形成所述磁性配合部。
14.进一步地，所述滑轨呈弧形设置，与所述扇形开合组件底壁相平行，所述驱动装置的驱动杆沿所述扇形开合组件半径方向延伸。
15.进一步地，所述驱动装置的驱动杆顶部固定有柔性垫圈。
16.进一步地，各所述扇形滑块底部设有开口向下的凹槽，每相邻两个所述扇形滑块之间连接有凹形连接件，所述凹形连接件包括两个插接部和连接两个所述插接部的连接部，所述插接部插接于所述凹槽内。
17.进一步地，所述插接部具有弹性，具有初始状态和夹持状态，所述插接部位于初始状态时，两个所述插接部远离所述连接部的一端之间的距离小于相邻两个所述凹槽之间的距离，所述插接部位于所述凹槽内时，所述插接部位于夹持状态。
18.进一步地，所述驱动装置为千斤顶。
19.进一步地，所述支撑板靠近所述底座的一端向上延伸形成限位板，所述限位板前端与所述底座前侧壁相抵。
20.进一步地，所述驱动装置底部设有滑轮。
21.本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：将实验所需模拟的土样放入容纳空间中，将驱动装置移动至指定位置，利用定位装置对驱动装置定位，再将与驱动装置相对的一扇形滑块与相邻一扇形滑块拆开，利用驱动装置驱动该扇形滑块沿扇形开合组件半径方向向上移动，即可使扇形开合组件以某一角度断开，驱动装置的驱动杆收回，扇形开合组件闭合，将拆开的两相邻两个扇形滑块连接后，移动驱动装置至下一个指定位置，反复操作，即可完成模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验。本实用新型提供的技术方案，可在确保模拟高重力作用下逆断层成生演化效果良好的情况下，改变断层角度以实现模拟逆断层数据的多样化，试验具有安全性、环保性和可重复性。
附图说明
22.图1是本实用新型提供的模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验装置一实施例的结构示意图；
23.图2是图1中驱动装置和滑轨的结构示意图；
24.图3是图1中驱动装置使扇形开合组件断开的结构示意图。
25.图中：底座1、滑轨11、左侧壁12、右侧壁13、支撑板2、扇形滑块3、凹槽31、驱动装置4、驱动杆41、限位板5、容纳空间6、凹形连接件 7、插接部71、连接部72。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
27.请参见图1至图3，本实用新型的实施例提供一种模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验装置，包括底座1、两个支撑板2、多个扇形滑块3、驱动装置4以及定位装置。底座1呈开口向上设置，所述开口贯穿所述底座1后侧壁，所述开口底壁设有滑轨11，所述滑轨11在左右方向上延伸；两个支撑板2分别固定于所述底座1左侧壁12和右侧壁13上；相邻所述扇形滑块3之间可拆卸连接形成扇形开合组件，在与前后向垂直的剖面上，所述扇形开合组
件的底壁向下凸起，且呈劣弧或半圆弧，所述扇形开合组件两端卡扣于两个所述支撑板2之间，所述扇形开合组件、两个所述支撑板2和所述底座1之间形成用于放置土样的容纳空间6；驱动装置4可在所述滑轨11上滑动，所述驱动装置4驱动所述扇形滑块3沿扇形开合组件半径方向向上移动；定位装置用于在所述驱动装置4滑动至指定位置时，对所述驱动装置4进行定位。
28.将实验所需模拟的土样放入容纳空间6中，将驱动装置4移动至指定位置，利用定位装置对驱动装置4定位，再将与驱动装置4相对的一扇形滑块3与相邻一扇形滑块3拆开，利用驱动装置4驱动该扇形滑块3沿扇形开合组件半径方向向上移动，即可使扇形开合组件以某一角度断开，驱动装置4的驱动杆41收回，扇形开合组件闭合，将拆开的两相邻两个扇形滑块3连接后，移动驱动装置4至下一个指定位置，反复操作，即可完成模拟高重力作用下逆断层生成演化的实验。本实用新型提供的技术方案，可在确保模拟高重力作用下逆断层成生演化效果良好的情况下，改变断层角度以实现模拟逆断层数据的多样化，试验具有安全性、环保性和可重复性。
29.具体的，所述定位装置包括电磁铁和磁性配合部，所述滑轨11上均设有所述磁性配合部，所述电磁铁固定于所述驱动装置4底部，所述电磁铁用于在所述驱动装置4滑动至指定位置后通电，使所述电磁铁与所述滑轨 11相吸，即可将驱动装置4定位在指定位置，控制简单。本实施例中，所述滑轨11的材质为金属，形成所述磁性配合部。所述驱动装置4底部设有滑轮，便于移动驱动装置4，将驱动装置4移动至指定位置。驱动装置4可以为单向气缸、液压油缸等，本实施例中，所述驱动装置4为千斤顶。电磁铁和千斤顶可以与控制装置电连接，控制装置用于控制千斤顶的顶升和回收，控制电磁铁的通电与断电。驱动装置4驱动杆41顶部固定有柔性垫圈，对扇形滑块3提供缓冲作用，可避免驱动装置4驱动杆41对扇形滑块 3造成损坏。
30.所述滑轨11呈弧形设置，与所述扇形开合组件底壁相平行，所述驱动装置4的驱动杆41沿所述扇形开合组件半径方向延伸，在滑动驱动装置4 的过程中，驱动装置4驱动杆41的顶升方向一直指向扇形开合组件半径方向，便于对各扇形滑块3进行顶升。
31.相邻两个扇形滑块3之间可以螺纹连接、卡扣连接等，本实施例中，各所述扇形滑块3底部设有开口向下的凹槽31，每相邻两个所述扇形滑块 3之间连接有凹形连接件7，所述凹形连接件7包括两个插接部71和连接两个所述插接部71的连接部72，所述插接部71插接于所述凹槽31内，每相邻两个扇形滑块3均插接有凹形连接件7，可使多个扇形滑块3形成一个整体，只要将凹形连接件7取下，即可使两个相邻两个扇形滑块3断开，操作简便。凹形连接件7的插接部71与凹槽31过盈配合，利用插接部71 和凹槽31之间的摩擦力，可将凹形连接件7固定于凹槽31内。
32.所述插接部71具有弹性，具有初始状态和夹持状态，所述插接部71 位于初始状态时，两个所述插接部71远离所述连接部72的一端之间的距离小于相邻两个所述凹槽31之间的距离，所述插接部71位于所述凹槽31 内时，所述插接部71位于夹持状态，可增大凹形连接件7固定于凹槽31 内的强度。
33.所述支撑板2靠近所述底座1的一端向上延伸形成限位板5，所述限位板5前端与所述底座1前侧壁相抵，可避免土样掉落至扇形开合组件下方，防止对驱动装置4和滑轨11造成污染，同时便于对土样进行回收。底座1、支撑板2、限位板5、滑轨11的材料为不锈钢。
34.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
35.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。