一种多期地质构造物理模拟实验装置及方法与流程

本发明属于地质构造模拟领域，尤其是一种多期地质构造物理模拟实验装置及方法。

背景技术：

1、地质构造物理模拟实验是通过对模拟地层岩石的松散材料或软材料的形变实现对各种地质构造现象形成过程的模拟。以松散材料如石英砂进行实验时，需要对材料的四周建立刚性边界，且往往有至少一个边界面为透明面板方便观察；以软材料如粘土进行实验时，一般无需在四周建立支撑，对实验体的观察可以在任一可视表面，但现有的使用粘土进行地质构造模拟实验的装置多在单方向的挤压或拉伸条件下，且仅对某一单一构造进行模拟，很难实现对复杂的多期构造包括正断层、逆断层、左行及右行走滑断层的叠加情况的模拟。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种多期地质构造物理模拟实验装置及方法，解决现有地质构造物理模拟技术中无法模拟多期构造叠置的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种多期地质构造物理模拟实验装置，包括第一金属块、第二金属块、第一推板、第二推板、平支撑板和“l”形支撑板；

4、所述第一金属块与第二金属块的一侧面接触，所述第一金属块和第二金属块上设置有扇形圆盘，所述扇形圆盘的扇形分隔缝与第一金属块和第二金属块的衔接缝重合，所述第一金属块底部安装有“l”形支撑板的一端，所述第一金属块的一侧面上安装有第一推板的一端，所述第二金属块的一侧面上安装有第二推板的一端，所述第二金属块的底部安装有平支撑板的一端。

5、进一步的，所述第二金属块的一侧面上安装有第三推板的一端，所述第三推板安装在与第一金属块接触面相对的一侧。

6、进一步的，所述第一推板的另一端安装在第一支撑架上，所述第二推板的另一端安装在第二支撑架上，所述第三推板的另一端安装在第三支撑架上，所述第一支撑架、第二支撑架和第三支撑架均安装在实验台上。

7、进一步的，所述实验台上开设有第一支撑孔和第二支撑孔，所述平支撑板的另一端安装在第一支撑孔内，所述“l”形支撑板的另一端安装在第二支撑孔内。

8、进一步的，所述第一金属块与第二金属块的接触面为竖直面，所述第一金属块与第二金属块分别为第一直角金属块和第二直角金属块。

9、进一步的，所述第一金属块与第二金属块的接触面为倾斜面，倾斜角为30°～60°，所述第一金属块与第二金属块分别为第一斜角金属块和第二斜角金属块。

10、进一步的，所述扇形圆盘为第一圆盘，所述第一圆盘分为若干层，所述第一圆盘的每一层等分为若干扇形片，所述第一圆盘的每一层均为中心旋转圆盘。

11、进一步的，所述扇形圆盘为第二圆盘，所述第二圆盘分为两个半圆片，所述第二圆盘为中心旋转圆盘。

12、一种基于所述装置的多期地质构造物理模拟实验方法，包括：

13、将粘土块置于第一圆盘上，分别依次推动第二推板和平支撑板来调整第二直角金属块的位置，推动第一推板来调整第一直角金属块的位置，同时旋转第一圆盘改变扇形片的位置；改变调整顺序，以此实现正/逆断层与不同夹角的走滑断层叠加的多构造期次的模拟；

14、将粘土块置于第二圆盘上，分别依次推动第二推板、推动或释放第三推板来调整第二斜角金属块的位置，推动第一推板来调整第一斜角金属块的位置；改变调整顺序，以此实现正/逆断层与走滑断层叠加的多构造期次的模拟。

15、进一步的，所述第二直角金属块上移或下降的高度小于等于第一圆盘的厚度。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明提供一种多期地质构造物理模拟实验装置，通过设置两个金属块，在金属块上覆盖可以旋转的扇形圆盘，并在金属块的侧面和底部安装推板。本发明通过推板推进、释放、抬升金属块来模拟挤压、拉伸等地质构造，并且通过金属块与扇形圆盘模组的切换和旋转，在一台装置上实现了对逆断层、正断层、走滑断层等多种类型构造的模拟，和不同期次地质构造的演化过程的模拟，可以直观的反映多期地质构造叠加的效果。解决了现有地质构造物理模拟技术中无法模拟多期构造叠置的问题。

技术特征：

1.一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，包括第一金属块(1)、第二金属块(2)、第一推板(9)、第二推板(10)、平支撑板(16)和“l”形支撑板(17)；

2.根据权利要求1所述的一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，所述第二金属块(2)的一侧面上安装有第三推板(12)的一端，所述第三推板(12)安装在与第一金属块(1)接触面相对的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，所述第一推板(9)的另一端安装在第一支撑架(7)上，所述第二推板(10)的另一端安装在第二支撑架(8)上，所述第三推板(12)的另一端安装在第三支撑架(11)上，所述第一支撑架(7)、第二支撑架(8)和第三支撑架(11)均安装在实验台(13)上。

4.根据权利要求3所述的一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，所述实验台(13)上开设有第一支撑孔(14)和第二支撑孔(15)，所述平支撑板(16)的另一端安装在第一支撑孔(14)内，所述“l”形支撑板(17)的另一端安装在第二支撑孔(15)内。

5.根据权利要求1所述的一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，所述第一金属块(1)与第二金属块(2)的接触面为竖直面，所述第一金属块(1)与第二金属块(2)分别为第一直角金属块(1-1)和第二直角金属块(2-1)。

6.根据权利要求1所述的一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，所述第一金属块(1)与第二金属块(2)的接触面为倾斜面，倾斜角为30°～60°，所述第一金属块(1)与第二金属块(2)分别为第一斜角金属块(3)和第二斜角金属块(4)。

7.根据权利要求1所述的一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，所述扇形圆盘为第一圆盘(5)，所述第一圆盘(5)分为若干层，所述第一圆盘(5)的每一层等分为若干扇形片，所述第一圆盘(5)的每一层均为中心旋转圆盘。

8.根据权利要求1所述的一种多期地质构造物理模拟实验装置，其特征在于，所述扇形圆盘为第二圆盘(6)，所述第二圆盘(6)分为两个半圆片，所述第二圆盘(6)为中心旋转圆盘。

9.一种基于权利要求1～8任一项所述装置的多期地质构造物理模拟实验方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的多期地质构造物理模拟实验方法，其特征在于，所述第二直角金属块(2-1)上移或下降的高度小于等于第一圆盘(5)的厚度。

技术总结本发明公开了一种多期地质构造物理模拟实验装置及方法，包括第一金属块、第二金属块、第一推板、第二推板、平支撑板和“L”形支撑板；所述第一金属块与第二金属块的一侧面接触，所述第一金属块和第二金属块上设置有扇形圆盘，所述扇形圆盘的扇形分隔缝与第一金属块和第二金属块的衔接缝重合，所述第一金属块底部安装有“L”形支撑板的一端，所述第一金属块的一侧面上安装有第一推板的一端，所述第二金属块的一侧面上安装有第二推板的一端，所述第二金属块的底部安装有平支撑板的一端。通过推板推进、释放、抬升金属块来模拟挤压、拉伸等不同期次地质构造演化过程和多期地质构造叠加的模拟效果。技术研发人员：黎健君,李震受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19