[发明专利]模拟断裂粘滑错动对隧道工程影响的实验系统及方法

权利要求书

1.一种模拟断裂粘滑错动对隧道工程影响的实验系统，其特征在于，该实验系统包括模型箱系统和粘滑加载系统；所述模型箱系统用于模拟断层两盘间的相互作用；

所述粘滑加载系统包括第一加载组件、第二加载组件和承托组件；所述第一加载组件包括第一加载装置和设置于所述第一加载装置预设位置的第一样品框，所述第一样品框用于放置主加载岩体样品；所述承托组件设置于所述第一样品框侧部，所述承托组件承托的子加载岩体样品可在所述第二加载组件的作用下与所述主加载岩体样品抵触设置；所述承托组件包括设置于所述第一样品框两侧的第一承托装置和第二承托装置；所述子加载岩体样品包括分别设置于所述第一承托装置、所述第二承托装置中的第一子加载岩体样品、第二子加载岩体样品；所述第二加载组件包括相对设置的第一水平加载装置和第二水平加载装置；所述第一子加载岩体样品、所述第二子加载岩体样品分别在所述第一水平加载装置、所述第二水平加载装置的作用下夹紧所述主加载岩体样品；

在实验过程中，所述第二加载组件通过所述子加载岩体样品对所述主加载岩体样品提供水平加载力，利用所述第一加载装置推动所述主加载岩体样品的第一样品框，所述主加载岩体样品与所述子加载岩体样品摩擦产生粘滑效果；所述主加载岩体样品可在所述第一加载装置的作用下对第一盘提供垂向加载力，以模拟逆断层错动的震源，或者，所述主加载岩体样品可在所述第一加载装置的作用下对第二盘提供垂向加载力，以模拟正断层错动的震源，或者，所述主加载岩体样品可在所述第一加载装置的作用下对第一盘提供水平方向加载力，以模拟走滑断层错动的震源；

所述模型箱系统包括中空敞口设置的箱体结构；所述箱体结构包括水平设置的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体包括第一前面板、第一后面板、第一侧面板和第一底面板；所述第二箱体包括第二前面板、第二后面板、第二侧面板和第二底面板；所述第一侧面板和所述第二侧面板相对设置；所述第一箱体与所述第二箱体的接触面倾斜设置；所述第一箱体与所述第二箱体水平左右设置，所述第二箱体远离所述第二侧面板的一侧与所述第一箱体内表面之间为第一盘，所述第一箱体远离所述第一侧面板的一侧与所述第二箱体内表面之间为第二盘。

2.根据权利要求1所述的模拟断裂粘滑错动对隧道工程影响的实验系统，其特征在于，所述粘滑加载系统设置于所述第一箱体的下部；

所述第二箱体通过支撑装置固设于地面；

所述第一盘为上盘，所述第二盘为下盘；

所述第一样品框设置于所述第一加载装置顶部；所述第一样品框的顶部设置有导轨装置，所述导轨装置的延伸方向与所述第二加载组件的活动方向一致设置；所述第一底面板的底部开设有与所述导轨装置适配的凹槽结构。

3.根据权利要求1所述的模拟断裂粘滑错动对隧道工程影响的实验系统，其特征在于，所述粘滑加载系统设置于所述第二箱体的下部；

所述第一箱体通过支撑装置固设于地面；

所述第一盘为上盘，所述第二盘为下盘；

所述第一样品框设置于所述第一加载装置顶部；所述第一样品框的顶部设置有导轨装置，所述导轨装置的延伸方向与所述第二加载组件的活动方向一致设置；所述第二底面板的底部开设有与所述导轨装置适配的凹槽结构。

4.根据权利要求1所述的模拟断裂粘滑错动对隧道工程影响的实验系统，其特征在于，所述粘滑加载系统设置于所述第一箱体侧部且所述粘滑加载系统与所述第一箱体水平设置；

所述第二箱体固设于地面；

所述第一盘、所述第二盘分别为走滑断层的两盘；

所述第一样品框设置于所述第一加载装置侧部；所述第一样品框远离所述第一加载装置的侧部设置有导轨装置，所述导轨装置的延伸方向与所述第二加载组件的活动方向一致设置；所述第一前面板的侧部开设有与所述导轨装置适配的凹槽结构。

5.根据权利要求1所述的模拟断裂粘滑错动对隧道工程影响的实验系统，其特征在于，所述粘滑加载系统还包括第一加载板和第二加载板，所述第一加载板、所述第二加载板分别设置于所述第一水平加载装置、所述第二水平加载装置的活动端；

所述第一加载板、所述第二加载板的尺寸与所述第一子加载岩体样品、所述第二子加载岩体样品的侧面面积相适配；

所述第一底面板的下部还设置有滚轮组件；

所述滚轮组件包括多个滚轮，多个所述滚轮阵列设置。