[发明专利]一种基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置

权利要求书

1.一种基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置，其特征在于，其包括模型模块，驱动模块和控制模块；

模型模块用于放置模拟盆地构造的石英砂(11)和硅胶材料(10)；石英砂(11)用于模拟脆性上地壳的岩石，硅胶材料(10)用于将变形场均匀分布至整个模型，硅胶材料的厚度决定变形场分布的强度；

驱动模块用于对放置好的盆地模型施加x轴方向的挤压变形或y轴方向的错动变形或z轴方向的拉变形；其中，x轴的两块挡板(6)带动实验台上的醋酸酯薄膜(8)使模型能够沿x轴伸展，y轴的轨道(4)使模型从实验台中部分开的两部分能够沿y轴方向错动而不分开，实验台下部的z轴滚筒(5)拉动醋酸酯薄膜(8)沿z轴向下运动，使模型产生挤压运动；

控制模块通过计算机(9)对步进电机控制使滚筒(5)产生位移，将总变形位移分配至走滑分量、挤压分量或伸展分量等三个轴向分量，分别对三个轴向分量给予相应速度；其中挤压分量和伸展分量不共存，同一时间仅能提供挤压或伸展中的一个；当挤压和走滑合成为压扭变形，伸展和走滑合成为张扭变形，模型的整体变形方向由压扭变形和张扭变形的合力方向决定，模型设置的先存构造方向与变形方向具有不同夹角。

2.根据权利要求1所述的基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置，其特征在于，模型模块包括分离式实验台(1)、支架(3)、轨道(4)、挡板(6)、硅胶(10)和干燥石英砂(11)；其中分离式实验台(1)为两块长1m(米)、宽0.8m的金属板，分别为第一金属板(101)和第二金属板(102)，第一金属板(101)和第二金属板(102)下表面分别有两条凹槽；轨道共四条、金属材质、长度均为2m，分为第一轨道(401)、第二轨道(402)、第三轨道(403)和第四轨道(404)；第一金属板的下表面的两条凹槽与第一轨道(401)和第二轨道(402)接合，第二金属板的下表面的两条凹槽与第三轨道和第四轨道接合，加润滑油润滑，第一金属板和第二金属板并列放置，边缘紧密接合；共使用六台步进电机，分别为第一步进电机(201)，第二步进电机(202)，第三步进电机(203)，第四步进电机(204)，第五步进电机(205)，第六步进电机(206)；在第一组轨道(401和402)和第二组轨道(403和404)的端部分别设置有对第一金属板(101)和第二金属板(102)实施控制的第一步进电机(201)和第二步进电机(202)。

3.根据权利要求2所述的基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置，其特征在于，第一步进电机(201)推动或拉动第一金属板(101)沿第一轨道(401)和第二轨道(402) 向水平方向y轴滑动；或第二步进电机(202)推动或拉动第二金属板(102)沿第三轨道(403)和第四轨道(404)向水平方向y轴滑动；第一金属板(101)和第二金属板(102)分别独立滑动，在滑动过程中仅能沿轨道(401,402,403,404)方向滑动，滑动过程中两块金属板(101,102)边缘始终保持紧密接合。

4.根据权利要求2所述的基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置，其特征在于，实验台支架(3)共三组，由金属支柱和横梁组成，高0.8m，支架的支柱竖直，横梁水平，分为第一支架(301)、第二支架(302)和第三支架(303)，支架(301、302、303)的横梁都与轨道(401,402,403,404)垂直摆放，共同支撑轨道(401,402,403,404)，为后续模型在竖直方向上(z轴)向上的传动提供空间。

5.根据权利要求2所述的基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置，其特征在于，分离式实验台(1)上在x轴(水平方向，并且垂直于轨道方向)向上分别垂直放置第一挡板(601)和第二挡板(602)，第一挡板(601)和第二挡板(602)为金属材质，长度0.8m，高度0.2m，第一挡板(601)和第二挡板(602)底部外侧有固定醋酸酯薄膜(8)的夹具，第一档板(601)通过第一连接杆(701)与第三步进电机(203)相连。