[实用新型]一种模拟逆断层粘滑错动引发近断层地震动的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型采用的技术方案是：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。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型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）本实用新型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为本实用新型剖视图。

图2为本实用新型正视图。

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实用新型做进一步说明。

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。