[发明专利]一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置及方法，该装置包括试验模型箱、固定平台和移动平台，所述移动平台的底部设置错位调节机构，所述固定平台上由下至上依次设置有第一底板、第一防水板和第一隔水板，所述移动平台上由下至上依次设置有第二底板、第二防水板和第二隔水板，所述错位调节机构包括支架、千斤顶和滑移限位部件；该方法包括以下步骤：一、试验前准备；二、在模型箱内铺设模型土层，埋设传感器并与数据采集仪连接；三、向模型土层内部注水；四、模拟模型土层断裂错动模拟；五、模型土层排水模拟地下水位变化。本发明能模拟断裂错动与地下水变化情况下地裂缝的发育情况，且模拟准确性高。

技术领域

本发明属于地裂缝模拟试验技术领域，尤其是涉及一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置及方法。

背景技术

目前国内缺乏用于专门研究地裂缝成因机理的较成熟的模拟试验系统平台，尤其是针对有地下水条件下的地裂缝模拟试验。一些学者开展了一些地裂缝物理模型试验研究，但限于试验场地、模型平台及监测设备等条件制约，大多只是针对某单一的致灾因素开展研究，研究还不够系统深入，也未曾围绕断裂错动与地下水变化的耦合作用诱发地裂缝开展过模型试验研究。另外，一些学者开展了断裂错动下地裂缝成因机理的模型试验研究，然而针对地下水位变化条件下引起的地裂缝扩展的物理模型试验还未开展，且用于断裂错动下地裂缝的试验平台为相对简单的模型箱，不能较好控制断裂错动量、地下水位变化等因素。

因此，现如今缺少一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置及方法，能模拟断裂错动与地下水耦合工况条件变化下地裂缝的发育情况，且模拟更接近于实际情况，操作便捷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置，其设计合理且成本低，能模拟断裂错动与地下水耦合工况下地裂缝的发育情况，且模拟更接近于实际情况，操作便捷。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置，其特征在于：包括模型箱、设置在模型箱内的固定平台和设置在模型箱内的移动平台，所述模型箱上设置有透明玻璃，所述模型箱内铺设有模型土层，所述移动平台的底部设置有错位调节机构，所述固定平台上表面由下至上依次设置有第一底板、第一防水板和第一隔水板，所述移动平台上表面由下至上依次设置有第二底板、第二防水板和第二隔水板，所述错位调节机构包括支架、设置在移动平台底部的千斤顶和设置在移动平台底部四角且能沿支架滑动的滑移限位部件，所述模型土层位于第一隔水板和第二隔水板上，所述模型土层包括基岩层和多个由下至上依次铺设的模拟土层，所述模拟土层内铺设有注水管，所述注水管的进水口与供水管连接，所述注水管的出水口与排水管连接，所述排水管伸入收集量筒，所述供水管与供水量筒连接，所述排水管上设置有排水阀，所述供水管上设置有供水阀；

所述固定平台远离移动平台的一端设置有第一侧板，所述移动平台远离移动平台的一侧设置有第二侧板，所述第二侧板与模型箱的内侧面之间设置有错位角度调节机构。

上述的一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置，其特征在于：所述支架包括安装在移动平台两端的第一倾斜支撑板和第二倾斜支撑板，以及两个对称连接于第一倾斜支撑板和第二倾斜支撑板之间的连接板，所述连接板的两端与第一倾斜支撑板和第二倾斜支撑板铰接；

所述第一倾斜支撑板的顶端设置有多个沿移动平台的宽度方向布设的第一耳座，所述第二倾斜支撑板的顶端设置有多个沿移动平台的宽度方向布设的第二耳座，所述第一耳座内穿设有第一转轴，所述第二耳座内穿设有第二转轴，所述第一转轴的两端穿过固定平台靠近移动平台的一端。

上述的一种模拟断裂错动与地下水变化的地裂缝试验装置，其特征在于：所述固定平台靠近移动平台的一端设置第一凸起、第二凸起和第三凸起，所述第一凸起和第二凸起之间的间距与第二凸起和第三凸起之间的间距相同，所述第二凸起的底部设置有容纳槽；