一種測試隧道正斷層黏滑錯動的試驗箱裝置的制作方法

本實用新型涉及了一種測試隧道正斷層黏滑錯動的試驗箱裝置，其屬于山嶺隧道及地下工程施工技術領域，特別是針對高烈度強地震區域斷層帶抗震減震模型試驗的研究。

背景技術：

我國地處歐亞板塊、印度洋板塊和環太平洋板塊之間，是一個多地震國家，強烈地震給人民生命財產和國家經濟建設造成巨大損失，公路工程也會受到不同程度的破壞。在抗震救災中，公路交通運輸還是搶救人民生命財產和盡快恢復生產、重建家園的重要環節。我國的公路隧道大量修建于20世紀90年代以后，2008年5月12日前尚未經受過破壞性地震的考驗，因此，對于公路隧道抗震及減震技術的研究工作還進行得很少，缺乏系統性。5.12汶川大地震對我國公路隧道進行了一次實實在在的檢驗，在這次地震中，出現了多座公路隧道受到嚴重破壞的情況，因此，有必要重新檢視現行的公路隧道修建技術，并對公路隧道的抗震及減震技術進行系統性研究。

然而，研究隧道抗震減震技術不同于隧道施工過程力學研究，常規隧道施工力學研究可在隧道修建過程中完成上述測試或研究內容。但隧道抗震減震技術研究需要地震荷載的作用（實際已建或在建隧道不可能施加地震荷載），因此急需一種模型試驗替代現場試驗。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種能夠方便、有效地針對高烈度強地震區域斷層帶抗震減震進行研究的測試隧道正斷層黏滑錯動的試驗箱裝置。

本實用新型的技術方案如下：

一種測試隧道正斷層黏滑錯動的試驗箱裝置，其包括模擬試驗箱和千斤頂；所述模擬試驗箱包括并排水平放置且接觸面平滑吻合的模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱，所述模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱內填滿土且埋設有貫穿模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱的隧道結構，所述模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱的底部分別均布有所述千斤頂，所述模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱之間平滑吻合的接觸面為發生錯動的斷層。

進一步的，本實用新型還包括用于測量斷層錯動量d的錯動量計量裝置，所述錯動量計量裝置包括激光測距傳感器和/或刻度線；所述刻度線沿所述模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱外表面上的斷層繪制；所述激光測距傳感器分別安裝在所述模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱的底部，抑或安裝在所述模擬斷層上盤試驗箱或模擬斷層下盤試驗箱中任一的側表面，另一未安裝激光測距傳感器的模擬斷層上盤試驗箱或模擬斷層下盤試驗箱的側表面上設有用于接擋激光測距傳感器所發射激光的激光擋板，所述激光擋板和激光測距傳感器位于模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱的同側。所述激光測距傳感器分別安裝在所述模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱的底部，用于測量距離其所放置面的距離L，依此計算出斷層錯動量d；所述激光測距傳感器安裝在所述模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱中任一的側表面，通過錯動過程中，激光測距傳感器照射到所述激光擋板后反射回來的距離L不同，依此計算出斷層錯動量d。當然所述激光擋板和斷層的傾斜角度可以一致。

進一步的，在所述模擬斷層下盤試驗箱兩側加裝有勁肋或在其底部加裝有鋼板，勁肋或鋼板上設有可經螺栓與地面固定的螺栓孔。在試驗過程中，所述模擬斷層下盤試驗箱固定不動，所述模擬斷層上盤試驗箱可上下活動；當需要所述模擬斷層下盤試驗箱固定不動時，通過在其兩側加勁肋或底部鋼板、螺栓孔進行固定。

進一步的，所述千斤頂分別分布在模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱的四個角。

進一步的，所述千斤頂為5噸千斤頂。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型能夠準確地模擬隧道正斷層黏滑錯動實際情況，是研究正斷層黏滑錯動效應的有益裝置。由于本實用新型采用并排水平放置且接觸面平滑吻合的模擬斷層上盤試驗箱和模擬斷層下盤試驗箱，通過在內部填土并埋設隧道結構模擬真實的隧道環境，利用千斤頂在填土前將上述兩個試驗箱抬升至相同高度，待填土、埋設隧道結構及布設測試用的傳感器后將模擬斷層上盤試驗箱下的千斤頂同時放下，實現上述兩個試驗箱的上下錯動，借此模擬隧道正斷層黏滑錯動，錯動完成后還可進行震動試驗。

附圖說明

圖1為本實用新型的外部結構示意圖。

圖2為本實用新型在實施例1情況下內部的結構透視圖。

圖3為本實用新型在實施例2情況下內部的結構透視圖。

圖4為實施例1在未發生錯動的情況下外部結構示意圖。

圖5為實施例1在發生錯動的情況下外部結構示意圖。

圖6為實施例2在發生錯動的情況下外部結構示意圖。

圖7為實施例3在發生錯動的情況下外部結構示意圖。

其中，1模擬斷層上盤試驗箱、2模擬斷層下盤試驗箱、3千斤頂、4激光測距傳感器、5激光擋板、6隧道結構、7刻度線、8斷層。

具體實施方式

下面結合圖1~圖7和具體實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實用新型涉及了一種測試隧道正斷層黏滑錯動的試驗箱裝置，其包括模擬試驗箱和千斤頂3；所述模擬試驗箱包括并排水平放置且接觸面平滑吻合的模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2，所述模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2內填滿土且埋設有貫穿模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2的隧道結構6，所述模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2的底部分別均布有所述千斤頂3，所述模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2之間平滑吻合的接觸面為發生錯動的斷層8。

如圖2、圖4和圖5所示，實施例1除了具有上述基本結構外，還包括用于測量斷層錯動量d的錯動量計量裝置，所述錯動量計量裝置為激光測距傳感器4；所述激光測距傳感器4安裝在所述模擬斷層上盤試驗箱1或模擬斷層下盤試驗箱2中任一的側表面，另一未安裝激光測距傳感器4的模擬斷層上盤試驗箱1或模擬斷層下盤試驗箱2的側表面上設有用于接擋激光測距傳感器4所發射激光的激光擋板5，所述激光擋板5和激光測距傳感器4位于模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2的同側。所述激光測距傳感器4安裝在所述模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2中任一的側表面，通過錯動過程中，激光測距傳感器4照射到所述激光擋板5后反射回來的距離L不同，依此計算出斷層錯動量d。當然所述激光擋板5和斷層8的傾斜角度可以一致。

如圖3和圖6所示，實施例2和實施例1的不同僅在于所述錯動量計量裝置為刻度線7；所述刻度線7沿所述模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2外表面上的斷層8繪制，可在錯動過程中直接讀取到斷層錯動量d。

如圖7所示，實施例3和實施例1的不同僅在于所述激光測距傳感器4分別安裝在所述模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2的底部，用于測量距離其所放置面的距離L，依此計算出斷層錯動量d。

進一步的，在所述模擬斷層下盤試驗箱2兩側加裝有勁肋或在其底部加裝有鋼板，勁肋或鋼板上設有可經螺栓與地面固定的螺栓孔。在試驗過程中，所述模擬斷層下盤試驗箱2固定不動，所述模擬斷層上盤試驗箱1可上下活動；當需要所述模擬斷層下盤試驗箱2固定不動時，通過在其兩側加勁肋或底部鋼板、螺栓孔進行固定。

進一步的，所述千斤頂3分別分布在模擬斷層上盤試驗箱1和模擬斷層下盤試驗箱2的四個角。

進一步的，所述千斤頂3為5噸千斤頂。

以如下尺寸的隧道正斷層黏滑錯動的試驗箱裝置為例進行說明：長指的是隧道縱向方向的長，為2.5m；寬指的是隧道橫斷面方向的寬，為2.5m；高為2m。

本實用新型的工作過程如下：

本實用新型中的試驗箱裝置包括左右兩部分試驗箱，中間接觸位置模擬斷層帶。所述左試驗箱模擬斷層上盤，可活動，通過底部四個腳位置設置的4個千斤頂實現地震時候的錯動，所述右試驗箱模擬斷層下盤，不可活動，通過兩側加勁肋或底部鋼板、螺栓孔進行固定，同時右試驗箱底部也設有4個千斤頂。斷層模型箱上盤底部四角各布置一個5噸千斤頂，在模型箱填土前4個千斤頂抬升同樣的高度，待填土、埋設隧道結構及布設測試傳感器后將4個千斤頂同時放下，模擬斷層錯動，錯動完成后進行震動試驗。本實用新型試驗箱能較為準確地模擬隧道正斷層黏滑錯動實際情況，是研究正斷層黏滑錯動效應的有益裝置。

上述詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型的等效實施或變更，均應包含于本案的專利保護范圍中。