[实用新型]一种断层活化多场观测及预测的室内试验装置

说明书

本实用新型公开了一种断层活化多场观测及预测的室内试验装置，该装置包括：有机玻璃箱、电磁阀、气泵及信息采集装置；有机玻璃箱由底板、左侧板、右侧板、前侧板和后侧板围成，相邻板的连接处配置直角钢架；有机玻璃箱的底板、左侧板、右侧板及后侧板上各固定放置若干气囊；气囊的充放气口由电磁阀控制，电磁阀与气泵连接；通过对不同所述气囊充放气状态的改变，模拟不同地质条件下断层活化运动过程；信息采集装置进行分布式感测和动态捕捉三维应变场、位移场、温度场和地电场数据。通过多物理场的立体可视化动态监测这一优势，得到断层处的应力场、位移场、温度场和地电场变化特征，进而分析断层活化程度以及预测断层活化趋势。

技术领域

本实用新型涉及工程监测模型制造的技术领域，特别涉及一种断层活化多场观测及预测的室内试验装置。

背景技术

在一些地质条件复杂的地区，由于活动断层的影响，会导致一些地质灾害的发生，例如地震、地裂缝的形成、山体滑坡等，造成一些地区交通堵塞、经济水平下滑、生态环境遭到破坏，甚至会危及人民的生命安全。地下采矿工程中发生的瓦斯突出、冒顶、冲击地压以及突水等矿井地质灾害事故也多与断层活化有关，严重影响煤矿的安全高效开采。断层活动性的研究一直是地质工程领域研究的重点，断层活动的监测以及断层活动性评价可为地震、矿井灾害的危险性评价、避让方案和防治措施的制定提供重要的指导意见。

探究地壳应变场、温度场、位移场以及地电场变化都是断层活动性的重要研究方法。现有的断层构造带附近的应力测量资料比较少，难以在现有资料数据的水平上总结出能用于指导工程实践的定量性的规律，传统的点式监测技术不能完整的了解断层活化的整体和局部层次上的变形特征及发展规律，测试结果常具有多解性问题。

目前，关于断层活化监测的室内物理模拟设备较常见，但大多试验设备只监测模型表面，无法实现内部监测，在模拟断层活化过程物理场变化时监测手段较单一，能有效在实验室中对断层活化过程进行动态模拟、三维可视化监测的较少。

鉴于此，迫切需要利用新的相关监测技术与相关物理模型装置对断层活化进行有效的测试与分析，完善断层活化模拟试验设备的三维可视化与高精度化的功能，实现通过地下空间地应力场、温度场、位移场和地电场的响应规律判别断层活化程度的目的，从而加强对相关灾害的预警预报，及时保护人民的财产安全。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的一种断层活化多场观测及预测的室内试验装置，通过多物理场的三维可视化监测技术提高对断层活化程度的探查精度，解决现有的技术中较难完整监测断层活化过程中的物理场响应特征及规律的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种断层活化多场观测及预测的室内试验装置，包括：有机玻璃箱、电磁阀、气泵及信息采集装置。

所述有机玻璃箱内部中空，顶部开放；所述有机玻璃箱由底板、左侧板、右侧板、前侧板和后侧板围成，相邻板的连接处配置直角钢架。

所述有机玻璃箱的底板、左侧板、右侧板及后侧板上各固定放置若干气囊；所述气囊的充放气口由所述电磁阀控制，电磁阀与所述气泵连接；所述电磁阀与气泵位于所述有机玻璃箱外部。

所述信息采集装置包括：应变场变化采集与处理模块、地电场变化采集模块和位移监测模块。

在所述气泵与电磁阀的控制下，通过对不同所述气囊充放气状态的改变，模拟不同地质条件下断层活化运动过程；所述信息采集装置用于对断层活化运动过程进行分布式感测和动态捕捉三维应变场、位移场、温度场和地电场数据。

在一个实施例中，本实用新型所述的有机玻璃箱还包括：配重块；在试验过程中，所述配重块放置在所述有机玻璃箱的顶部。

在一个实施例中，所述有机玻璃箱的前侧板、后侧板、左侧板、右侧板的内壁上贴有一层薄膜。