模拟地质构造中断层模拟实验推板制造技术

本发明专利技术涉及一种模拟地质构造的设计，尤其是一种模拟地质构造中断层模拟实验推板。提供一种对实验材料施加应力加载模拟断层形成、发育过程的实验装置，其包括台体基座（１）、台面（８），还包括模型填装区、动力加载，设有外围框架（９），模型填装区由上组合推板（１４）、下组合推板（１５）、左侧边板（７）、右侧边板（１１）等组成，动力加载包括动力单元（２），包括手动动力加载装置（３），动力单元（２）包括电动缸（４）和其支撑滚轮（５），装置设有可拆装式组合推板（１３），其设有导向滑槽（６）。装置设有可移动侧板机构（１０）、三角形插接模块（１２）。采用上述结构以后，可以实现对单一断层和组合断层的地质模拟，对有一定朔性的实验材料可实现挤压、拉张、弯扭等地质应力的加载模拟，动力组合推板可任意积木式拼接，整体结构简单，运动灵活。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模拟地质构造中组合式断层模拟实验装置动力推 板的设计，尤其是一种模拟地质构造中断层模拟实验推板。
技术介绍
断裂构造地质模拟实验是研究断裂带地质构造的一种有效方法，是 帮助地质学家研究地层变形过程和断层形成机制的重要手段。目前，地质构造模拟中所用 的构造模拟实验装置是根据相似性原理，通过控制运动或力对实验模型(砂体)进行变形 实验，模拟或反演断层等地质成因的设备，设备主体多采用砂箱等实验容器，通过在砂箱内 铺设多层不同目数的实验材料来模拟构造形成过程，研究地质构造的成因和演化机理，对 地质构造的成因进行定性和定量分析。断层模拟实验装置动力推板的设计是断层模拟装置 的核心，是动力单元实现构造应力加载的关键部件，直接与实验介质接触，关系到地质应力 场的构建和断裂形成力学机制的模拟。一般的断裂形成地质模拟设备动力推板，为固定尺 寸和倾角的机械结构，只能实现单一的运动方式控制，无法实现组合运动及多期次构造运 动的物理模拟，实验结果与实际断层构造有很大差异，限制了地质家采用实验手段来分析 实际地质现象，造成了理论与实验的脱节。同时，每进行一次实验需要制作一整套动力推 板，需要耗费大量的时间和人力物力，造成了资源的大量浪费，不符合绿色环保的设计新理ο
技术实现思路
为了克服目前断层无法实现对有一定朔性实验材料和拉张应力加 载的问题，本专利技术重点研制了断层形成模拟实验装置动力推板，本专利技术的目的是提供一种 对具有一定粘性和朔性的实验材料施加应力加载可以模拟单一断层和组合断层的形成、发 育过程，缩小实验结果和实际地质构造的差异，同时为地质家分析和研究断层对油气运移 控藏的作用提供技术手段和实验平台的模拟地质构造中断层模拟实验推板。其技术方案是 模拟地质构造中断层模拟实验推板包括台体基座、台面，还包括模型填装区、动力加载，台 体基座上设有外围框架，模型填装区由上组合推板、下组合推板、左侧边板、右侧边板、前观 测面板、模型底部托板组成，动力加载包括分别作用于左侧边板、右侧边板、上组合推板、下 组合推板的动力单元，包括作用于上组合推板、下组合推板的手动动力加载装置，动力单元 包括电动缸和其支撑滚轮，上组合推板、下组合推板设有可拆装式组合推板，可拆装式组合 推板设有水平方向的导向滑槽，导向滑槽和支撑滚轮相应。所述的可拆装式组合推板由设 有燕尾槽和矩形槽的基本模块和三角形插接模块组成。所述的外围框架设有固定座，外围 框架和固定座之间通过“T”型螺栓连接。三角形插接模块包括左右两部分，每部分都设有 燕尾槽和矩形槽，两部分之间为斜面活动连接的导向接触面。左侧边板、右侧边板和外围框 架之间设有可移动侧板机构，可移动侧板机构包括外围框架，外围框架上设有滑槽，左侧边 板、右侧边板设有铰接结构，铰接结构连接有支撑结构，支撑结构设有滚轮，滚轮与滑槽相 应。三角形插接模块的两部分之间设有锁止机构，锁止机构为左右两部分分别设有紧固螺 栓，还设有联接件，联接件和左右两部分之间通过紧固螺栓连接。采用上述结构以后，可以 实现对单一断层和组合断层的地质模拟，对有一定朔性的实验材料可实现挤压、拉张、弯扭 等地质应力的加载模拟，动力组合推板可任意积木式拼接，整体结构简单，运动灵活。可以 防止因模型变形出现卡死现象，从而实现模拟断层在上覆岩压作用下发生地质构造的动态过程。解决了每一种断层设计一种推板的问题，避免了材料的浪费，推板的合理设计不仅可 以灵活实现地质应力场的模拟，而且还可以避免大量的重复浪费，节省人力和物力。可以模 拟缓坡和陡坡地带的断层形成和发育过程。四附图说明附图1是本专利技术的结构示意图；附图2是本专利技术可拆装式组合推板结构示意图；附图3是本专利技术动力加载与组合推板结构示意图；附图4是本专利技术三角形插接模块结构示意图；附图5是本专利技术可移动侧板机构结构示意图；附图6是本专利技术锁止机构结构示意图；五具体实施例方式模拟地质构造中断层模拟实验推板包括台体基座1、台面8，还 包括模型填装区、动力加载，台体基座1上设有外围框架9，模型填装区由上组合推板14、下 组合推板15、左侧边板7、右侧边板11、前观测面板、模型底部托板组成，动力加载包括分别 作用于左侧边板7、右侧边板11、上组合推板14、下组合推板15的动力单元2，包括作用于 上组合推板14、下组合推板15的手动动力加载装置3，动力单元2包括电动缸4和其支撑 滚轮5，上组合推板14、下组合推板15设有可拆装式组合推板13，可拆装式组合推板13设 有水平方向的导向滑槽6，导向滑槽6和支撑滚轮5相应。所述的可拆装式组合推板13由 设有燕尾槽19和矩形槽20的基本模块和三角形插接模块12组成。所述的外围框架9设 有固定座16，外围框架9和固定座16之间通过“T”型螺栓17连接。三角形插接模块12包 括左右两部分，每部分都设有燕尾槽19和矩形槽20，两部分之间为斜面活动连接的导向接 触面24。左侧边板7、右侧边板11和外围框架9之间设有可移动侧板机构10，可移动侧板 机构10包括外围框架9，外围框架9上设有滑槽23，左侧边板7、右侧边板11设有铰接结构 21，铰接结构21连接有支撑结构22，支撑结构22设有滚轮18，滚轮18与滑槽23相应。三 角形插接模块12的两部分之间设有锁止机构，锁止机构为左右两部分分别设有紧固螺栓 25，还设有联接件26，联接件26和左右两部分之间通过紧固螺栓25连接。实验材料通过装载到动态密闭容器中，外围根据具体的实验设计要求在不同的部 位连接不同动力加载，组合推板根据需要可联接不同的三角形插接模块，三角形插接模块 设计成不同倾角的运动结合面，当动力加载时，组合模板在动力加载的推力和运动结合面 的约束下，沿结合面运动实现断层在地质构造应力下的动态模拟。组合推板是由不同的标 准模块积木式拼接而成，可在任意位置联结三角形插接模块实现不同断层模拟的要求，从 而达到对单一断层和组合断层的形成、发育过程的模拟目的。在图1中上组合推板14、下组合推板15、左侧边板7、右侧边板11、前观测面板、模 型底部托板共同围成的动态密闭空间为实验模型材料填装区，试验前根据设计要求连接上 组合推板14和下组合推板15来确定实验模型的区域大小，将实验材料逐层添加到试验区 域中，盖上前观测面板以便模拟断层形成过程中观测实验现象和结果的纪录，当上组合推 板14在电动缸4的动力加载下，将沿三角形插接模块12的导向接触面24发生运动，电动 缸4的支撑滚轮5在可拆装式组合推板13的导向滑槽6内水平滑动，为让出空间左侧边板 7将在电动缸4的拉力下水平退让，防止因模型变形出现卡死现象，从而实现模拟断层在上 覆岩压作用下发生地质构造的动态过程。在图2中可拆装式组合推板13由带燕尾槽19和矩形槽20的基本模块和三角形 插接模块12组成，其中三角形插接模块12为动态式联接可以沿导向接触面24滑动，起到 导向和限制推板运动方向的作用，此种设计方案利用基本的组合单元可最大化的模拟不同 大小的地质模型，从而解决了每一种断层设计一种推板的问题，避免了材料的浪费，推板的 合理设计不仅可以灵活实现地质应力场的模拟，而且还可以避免大量的重复浪费，节省人 力和物力。在图3中，电动缸4和外围框架9的连接，既要避免动力运行过程中的干涉，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟地质构造中断层模拟实验推板，包括台体基座（１）、台面（８），其特征在于：还包括模型填装区、动力加载，台体基座（１）上设有外围框架（９），模型填装区由上组合推板（１４）、下组合推板（１５）、左侧边板（７）、右侧边板（１１）、前观测面板、模型底部托板组成，动力加载包括分别作用于左侧边板（７）、右侧边板（１１）、上组合推板（１４）、下组合推板（１５）的动力单元（２），包括作用于上组合推板（１４）、下组合推板（１５）的手动动力加载装置（３），动力单元（２）包括电动缸（４）和其支撑滚轮（５），上组合推板（１４）、下组合推板（１５）设有可拆装式组合推板（１３），可拆装式组合推板（１３）设有水平方向的导向滑槽（６），导向滑槽（６）和支撑滚轮（５）相应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王学军，任旭虎，隋风贵，单亦先，王永诗，杨磊，王宁，王心刚，王勇，
申请(专利权)人：任旭虎，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]