一种低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法技术

本发明专利技术提供了一种低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法，涉及地下工程室内模拟试验技术领域。本发明专利技术的低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法，采用试样装置和加载装置，包括如下步骤：步骤1、试样制备；步骤2、试样装配；步骤3、加载准备；步骤4、试样加载。本发明专利技术的低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法，可以制备不同倾角界面的类岩石试样，界面类型为低强度弱界面，可以模拟不同倾角断层的滑移破坏过程，以及可以模拟断层正倾向滑移和逆倾向滑移，滑移模拟试验操作方便，试验数据实现自动、精准采集，以用于研究不同倾角断层的滑移条件及其滑移过程中的力学行为。

【技术实现步骤摘要】
一种低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法本申请为申请号202011447595.7、申请日2020年12月09日、专利技术名称“一种变倾角断层滑移模拟试验方法”的分案申请。
本专利技术涉及地下工程室内模拟试验
，具体地说是涉及一种低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法。
技术介绍
断层是影响煤矿生产过程的重要地质因素之一。断层地质构造的存在不仅影响煤矿生产的井田划分、开拓系统布设和巷道掘进等环节，还对矿井的安全生产及经济效益产生重大威胁。断层附近的煤层开采，造成局部的应力场的改变，使得断层活化或能量积聚，最终可能导致冲击地压的发生。因此，断层滑移过程的物理力学行为研究对断层附近的开采设计、巷道围岩稳定性控制和断层冲击地压机理研究都具有重要意义。用于模拟断层的试验装置大多是基于相似模拟试验和岩石(类岩石)试样的水平剪切试验。相似模拟试验的模型在材料的物理力学参数和应力条件方面不能与原模型做到完全相似，且模型边界条件简单，水平应力大小取决于顶部载荷，不能实现给定围压的双轴及真三轴实验。岩石试样的水平剪切试验虽不易模拟多岩层的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法，其特征在于，采用试样装置和加载装置；/n所述试样装置包括底板、滑动隔板、组合压板和转动挡板；底板的前后边沿均开设滑槽，底板的左右侧均布置滑动隔板，滑动隔板的前后端均设置有滑块，滑块滑动连接于滑槽内；底板的前后侧均布置组合压板，组合压板由多个压块依次首尾拼接而成，组合压板的两端拼接滑动隔板的末端；底板的中间位置布置转动挡板，转动挡板包括固定板和滑动板，所述固定板转动连接底板的中间位置且固定板可拆卸连接底板，所述固定板的两侧均滑动连接一块滑动板；滑动板的末端设置有定位件，所述定位件可拆卸连接组合压板；/n所述加载装置包括加载支承台、顶部加载压头、顶部...

【技术特征摘要】
1.一种低强度弱界面变倾角断层滑移模拟试验方法，其特征在于，采用试样装置和加载装置；
所述试样装置包括底板、滑动隔板、组合压板和转动挡板；底板的前后边沿均开设滑槽，底板的左右侧均布置滑动隔板，滑动隔板的前后端均设置有滑块，滑块滑动连接于滑槽内；底板的前后侧均布置组合压板，组合压板由多个压块依次首尾拼接而成，组合压板的两端拼接滑动隔板的末端；底板的中间位置布置转动挡板，转动挡板包括固定板和滑动板，所述固定板转动连接底板的中间位置且固定板可拆卸连接底板，所述固定板的两侧均滑动连接一块滑动板；滑动板的末端设置有定位件，所述定位件可拆卸连接组合压板；
所述加载装置包括加载支承台、顶部加载压头、顶部承压单元、底部加载压头、侧加载压头、侧承压单元、承力座、应变片、声发射检波器、计算机和相机；加载支承台包括底座、左加载支承架、右加载支承架和上加载支承架，底座的左右侧分别设置左加载支承架和右加载支承架，左加载支承架和右加载支承架上架设上加载支承架；上加载支承架上设置顶部加载压头；顶部承压单元包括传力柱、滚柱和上承压板，传力柱的上端连接顶部加载压头，传力柱的下端并排转动连接多个滚柱，上承压板的一侧设置向下弯折的挡片；底座上设置底部加载压头；左加载支承架上设置承力座，承力座的右端从上到下并排转动连接多个滚柱；右加载支承架上设置侧加载压头；侧承压单元包括导向轴、直线轴承、侧承压板和滚柱，底座上于右侧设置导向轴，导向轴上设置直线轴承，直线轴承上设置侧承压板，侧承压板的左端从上到下并排转动连接多个滚柱；
所述方法包括如下步骤：
步骤1、试样制备
转动固定板至设定角度以模拟设定角度的断层倾角，使滑动板相对于固定板伸缩，通过定位件将滑动板连接组合压板进行定位，底板、滑动隔板及组合压板围成半包围腔体，转动挡板将半包围腔体分隔成两个腔体，在底板的上表面、滑动隔板的内壁、组合压板的内壁及转动挡板的表面涂抹润滑油，将第一类岩石材料注入到两个腔体，待第一类岩石材料凝固成型为类岩石试样后，拆卸转动挡板，去除类岩石试样表面的润滑油，在类岩石试样原转动挡板的位置填充第二类岩石材料，第二类岩石材料的强度低于第一类岩石材料的强度，将第二类岩石材料压实成型后，拆卸底板，去除类岩石试样表面的润滑油，对类岩石试样进行养护；
其中，分别注入到两个腔体的第一类岩石材料为同种材料或不同种材料；
步骤2、试样装配
定义转动挡板后方腔体内的类岩石试样为下盘试样，定义转动挡板前方腔体内的类岩石试样为上盘试样，下盘试样与上盘试样共同组成类岩石试样，下盘试样与上盘试样搭接的界面为断层界面，在类岩石试样的上侧及下侧放置组合压板，在类岩石试样的左侧及右侧放置滑动隔板，将组合压板拼接滑动隔板，组合压板在断层界面位置断开；
步骤3、加载准备
类岩石试样中，将下盘试样放置于左下方，将上盘试样放置于右上方，下盘试样下侧的组合压板贴合底部加载压头，下盘试样左侧的滑动隔板贴合承力座上的多个滚柱，在上盘试样上侧放置顶部承压单元，上盘试样上侧的组合压板贴合上承压板，上盘试样右侧的滑动隔板顶部位置贴合挡片，上盘试样右侧的滑动隔板除顶部位置外的其他位置贴合侧承压板上的多个滚柱；
或者，类岩石试样中，将下盘试样放置于右下方，将上盘试样放置于左上方，上盘试样下侧的组合压板贴合底部加载压头，上盘试样左侧的滑动隔板贴合承力座上...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟耀，张东晓，李玉蓉，赵同彬，谭云亮，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37