本实用新型专利技术公开了一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置，包括上表面开口的立方体结构试验箱体，试验箱体一侧表面下部设置活动挡板；活动挡板上方设置有向试验箱体内部延伸形成的内嵌板，活动挡板可沿内嵌板和试验箱体下表面滑动；试验箱体内设置有连通其上表面和下表面的模拟断层；试验箱体内上部设置有穿过模拟断层的模拟隧道；模拟断层靠近活动挡板一侧与试验箱体内表面之间为上盘，模拟断层远离活动挡板一侧与试验箱体内表面之间为下盘；模拟断层内模拟隧道下方设置多个串联的压敏式微爆炸装置；本实用新型专利技术可以真实的模拟逆断层粘滑作用下近断层地震动的发震机理，试验结果准确，并且成本低。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置
本技术涉及隧道地震动响应的试验装置，具体涉及一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置。
技术介绍
随着中国隧道工程的发展，隧道在地震等自然灾害中的安全性日益受到人们的重视；相似模型试验作为隧道研究分析的两大主要方法（即相似模型试验和数值仿真）之一，因为其较之数值仿真方法具有更强的直观性以及真实性，所以被广泛应用于隧道防灾的研究中；目前应用的隧道在地震动作用下的模型试验方法往往是振动台试验，即将隧道放置在模型箱中，模型箱放置在振动台上；振动台往预定的方向振动，然后观察隧道的变形及破坏特征；由于振动台整体为一个平面，故其上每个位置的振动方向及速率均相同，即振动台试验本质上模拟的是远场处地震动过程中地震波垂直入射的一致激励；然而在实际的近断层地震中，其本质为近场地震动，地震机理是断层在构造应力作用下产生蠕滑；由于发震断层长期的蠕滑作用而导致能量在断层处累积，最终发生断层粘滑；在粘滑作用下断层岩体破裂导致了地震动的发生以及地表的永久位移，断层发生破裂的位置即为活动断层粘滑作用引发地震动的震源位置；很显然，这种非均匀的近场振动方式与目前应用的模拟远场地震动的振动台模型试验有很大的不同，传统的振动台试验无法有效的模拟活动断层粘滑作用引发非均匀地震动以及地表永久位移的震源机理；故以传统的振动台试验来研究隧道在近断层地震动作用下的地震响应，其试验方法及随之的试验结果都是十分不合理的。
技术实现思路
本技术为能真实反映近断层天然地震动地震特征的模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置。本技术采用的技术方案是：一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置，包括上表面开口的立方体结构试验箱体，试验箱体一侧表面下部设置活动挡板；活动挡板上方设置有向试验箱体内部延伸形成的内嵌板，活动挡板可沿内嵌板和试验箱体下表面滑动；试验箱体内设置有连通其上表面和下表面的模拟断层；试验箱体内上部设置有穿过模拟断层的模拟隧道；模拟断层上方靠近活动挡板一侧与试验箱体内表面之间为上盘，模拟断层下方远离活动挡板一侧与试验箱体内表面之间为下盘；模拟断层内模拟隧道下方设置多个串联的压敏式微差爆炸装置。进一步的，所述试验箱体内表面和内嵌板远离活动挡板一侧设置有柔性吸能层。进一步的，所述模拟断层和下盘之间设置有滑动层。进一步的，所述活动挡板外表面连接动力杆，动力杆连接动力装置。进一步的，所述试验箱体外表面设置有用于将其固定在地面的固定支架。进一步的，所述固定支架上设置有预留螺栓孔，通过预留螺栓孔与地面螺栓连接。进一步的，所述上盘和下盘采用的材料强度高于模拟断层。本技术的有益效果是：（1）本技术装置可以真实的模拟逆断层粘滑作用下近断层地震动的发震机理；（2）本技术装置可模拟逆断层粘滑作用下近断层地震动产生的地表永久位移和弹性波对隧道的影响；（3）本装置结构简单、不需要使用振动台，可大大降低试验成本。附图说明图1为本技术剖视图。图2为本技术正视图。图中：1-试验箱体，2-内嵌板，3-柔性吸能层，4-动力杆，5-活动挡板，6-固定支架，7-预留螺栓孔，8-模拟隧道，9-模拟断层，10-上盘，11-压敏式微差爆炸装置，12-滑动层，13-下盘。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步说明。如图1-2所示，一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置，包括上表面开口的立方体结构试验箱体1，试验箱体1一侧表面下部设置活动挡板5；活动挡板5上方设置有向试验箱体1内部延伸形成的内嵌板2，活动挡板5可沿内嵌板2和试验箱体1下表面滑动；试验箱体1内设置有连通其上表面和下表面的模拟断层9；试验箱体1内上部设置有穿过模拟断层9的模拟隧道8；模拟断层9上方靠近活动挡板5一侧与试验箱体1内表面之间为上盘10，模拟断层9下方远离活动挡板5一侧与试验箱体1内表面之间为下盘13；模拟断层9内模拟隧道8下方设置多个串联的点状炸药组成的压敏式微差爆炸装置11。使用时，试验箱体1作为承载容器，其与活动挡板5构成一四周封闭的立方体结构；模拟隧道8设置在试验箱体1上部可保证其具有一定的埋深及足够的地基土层。进一步的，所述试验箱体1内表面和内嵌板2远离活动挡板5一侧设置有柔性吸能层3采用聚氯苯烯泡沫板，以吸收到达试验箱体边界处的弹性波，防止弹性波的反射。进一步的，所述模拟断层9和下盘13之间设置有滑动层12，滑动层12采用滑石粉，减小断层9和下盘13之间的摩擦力，使上盘和下盘在外力作用下容易产生错动。进一步的，所述活动挡板5外表面连接动力杆4，动力杆4连接动力装置。进一步的，所述试验箱体1外表面设置有用于将其固定在地面的固定支架6；除去动力杆4及活动挡板5所在一侧，试验箱体1的其余三个侧面上均焊接一定数量的固定支架6；固定支架6的数量根据需要设置。进一步的，所述固定支架6上设置有预留螺栓孔7，通过预留螺栓孔7与地面螺栓连接。进一步的，所述上盘10和下盘13采用的材料强度高于模拟断层9，模拟断层9采用一定比例的重晶石粉，细石英砂，机油和粉煤灰的混合物填充，以体现断层破碎带强度较低且材质疏松的特点。使用时，动力杆4推动活动挡板5挤压上盘10，上盘10进而去挤压模拟断层9；设置了滑动层12，上盘10会有向上运动的趋势，产生地表永久位移；随着活动挡板5位移的增加，上盘10及下盘13进一步挤压模拟断层9，使得模拟断层9处能量累积，压力增大；最终到达压敏式微差爆炸装置11的起爆临界点，导致压敏式微差爆炸装置11爆炸，引发模拟断层9破裂，在试验箱体1内部产生弹性波，模拟隧道8随之发生振动响应；且由于下盘13及模拟断层9被试验箱体1所约束，而上盘10在推力及滑动层12的双重作用下有向沿平行于模拟断层9方向向上运动的趋势；则模拟断层9处的最大压力必然发生在模拟断层9的底部；所以压敏式微差爆炸装置11必然从最下面开始起爆；由于其串联在一起，所以压敏式微差爆炸装置11自下而上依次起爆，通过压敏式微差爆炸装置11的布置方式可以控制其起爆时间，进而可以使得多段短持时爆破地震波延续与衔接，产生的微差爆破效果可以模拟天然场地的地震效应；弹性波自下而上传播至模拟隧道8位置，又模拟隧道8与压敏式微差爆炸装置11相隔较大的距离，当爆炸波传播至模拟隧道处时，产生的振动波形能真实反映断层天然地震动的地震特征。具体施工制作时，具体步骤如下：（1）首先完成试验箱体1及与其连接的内嵌板2的焊接；（2）将试验箱体1放置于水平地面上，通过预留螺栓孔7将试验箱体1与地面固定；将活动挡板5向外拉动至与试验箱体1外表面平齐，完成试验箱体1整体的封闭；（3）在试验箱体1内表面，活动挡板5内表面以及内嵌板2的上表面，均胶结一定厚度的柔性吸能材料，构成柔性吸能层3；（4）铺设模拟隧道8下方的下盘13；（5）铺设一定厚度的滑动涂层形成滑动层12；（6）铺设模拟隧道8下方的模拟断层9，并在模拟断层9中按照预设方案放置压敏式微差爆炸装置11，压敏式微差爆炸装置11之间采用串联连接；（7）铺设模拟隧道8下方的上盘10；（8）铺设模拟隧道8；（9）铺设模拟隧道8上方的上盘1、模拟断层9、滑动涂层以及下盘13；（10）放置一定时间，使得试验箱体1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置，其特征在于，包括上表面开口的立方体结构试验箱体(1)，试验箱体(1)一侧表面下部设置活动挡板(5)；活动挡板(5)上方设置有向试验箱体(1)内部延伸形成的内嵌板(2)，活动挡板(5)可沿内嵌板(2)和试验箱体(1)下表面滑动；试验箱体(1)内设置有连通其上表面和下表面的模拟断层(9)；试验箱体(1)内上部设置有穿过模拟断层(9)的模拟隧道(8)；模拟断层(9)靠近活动挡板(5)一侧与试验箱体(1)内表面之间为上盘(10)，模拟断层(9)远离活动挡板(5)一侧与试验箱体(1)内表面之间为下盘(13)；模拟断层(9)内模拟隧道(8)下方设置多个串联的压敏式微爆炸装置(11)。
【技术特征摘要】
1.一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置，其特征在于，包括上表面开口的立方体结构试验箱体(1)，试验箱体(1)一侧表面下部设置活动挡板(5)；活动挡板(5)上方设置有向试验箱体(1)内部延伸形成的内嵌板(2)，活动挡板(5)可沿内嵌板(2)和试验箱体(1)下表面滑动；试验箱体(1)内设置有连通其上表面和下表面的模拟断层(9)；试验箱体(1)内上部设置有穿过模拟断层(9)的模拟隧道(8)；模拟断层(9)靠近活动挡板(5)一侧与试验箱体(1)内表面之间为上盘(10)，模拟断层(9)远离活动挡板(5)一侧与试验箱体(1)内表面之间为下盘(13)；模拟断层(9)内模拟隧道(8)下方设置多个串联的压敏式微爆炸装置(11)。2.根据权利要求1所述的一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置，其特征在于，所述试验箱体(1)内表面和内嵌板(2)远离活动挡板(5)一侧设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿萍，郭翔宇，梅诗源，王琦，晏启祥，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。