用于地质构造模拟实验的切片系统、砂体模型切片系统的制作方法

文档序号:25544123发布日期:2021-06-18 20:46
用于地质构造模拟实验的切片系统、砂体模型切片系统的制作方法

本发明属于构造地质学研究技术领域,具体涉及一种用于地质构造模拟实验的切片系统、砂体模型切片系统。



背景技术:

地质构造物理模拟实验是研究地质构造变形机制、变形过程以及变形结果的有效手段,其以相似性理论为基础,在室内小尺度试验装置内进行短时间的构造变形模拟,反映现实情况下大尺度、长时间的构造变形过程,以此探究地质构造演化规律,探索变形边界条件及力学机制,建立地质构造模型,实现对地质构造变形的定量及三维可视化分析。近年来,地质构造物理模拟实验在理论与应用方面均取得了巨大进展,极大地推动了能源、矿产、环境、灾害防治等多个领域的理论认识深化,促进了多学科发展,为实际工作提供了有效指导,具有良好的应用前景及较高的经济效益。

在地质构造物理模拟实验中,通常需要依据相似性原则在实验台上铺设多层实验材料模拟实际地层,进而在实验室内模拟一定条件下的地质构造变形过程;实验材料通常采用砂;待砂体完成模拟变形后,通常需要对其进行等间距切片拍照,以此观察模型内部结构,从而完成三维数字建模,进而实现构造变形的三维可视化分析。在现有技术中,变形后的砂体模型切片工作基本依靠人工实现,劳动强度大,工作周期长,切面光滑平整度差,切面无法长时间保存,这些问题极大地制约了地质构造物理模拟实验中三维数字模型的搭建精度及效率。



技术实现要素:

为了解决上述问题,即为了解决现有技术中的模型切片精度差且效率低的问题,本发明提供了一种用于地质构造模拟实验的切片系统、砂体模型切片系统。

本发明的第一方面提供了一种用于地质构造模拟实验的切片系统,该系统包括实验台、平移装置、切片装置和升降装置,所述平移装置、所述升降装置、所述切片装置均设置于所述实验台;所述实验台包括切片平台以及承载所述切片平台的支撑组件。

所述平移装置包括第一导轨、悬吊装置和第一行走装置,所述第一行走装置用于驱动所述悬吊装置沿所述第一导轨移动;所述切片装置装设于所述悬吊装置。

所述升降装置装设于所述第一行走装置,所述升降装置包括升降动力装置和升降杆,所述升降杆远离所述第一行走装置的一端与所述悬吊装置固定连接;所述升降杆在所述升降动力装置的驱动下带动所述悬吊装置进行升降位置调节或带动所述切片装置向下移动进行切片。

在一些优选实施例中,所述切片装置包括第一组卡具装置和第二组卡具装置,所述第一组卡具装置包括第一卡钳、第一卡杆和第一连接杆,所述第一连接杆的一端与所述悬吊装置连接,另一端装设所述第一卡钳;所述第一卡钳与所述第一卡杆可拆卸连接;所述第一卡杆用于夹持第一刀片。

所述第二组卡具装置包括第二卡钳、第二卡杆和第二连接杆,所述第二连接杆的一端与所述悬吊装置连接,另一端装设所述第二卡钳;所述第二卡钳与所述第二卡杆可拆卸连接;所述第二卡杆用于夹持第二刀片。

所述第二刀片开设有通孔,所述通孔的贯穿方向与所述第二刀片的切片方向垂直设置;所述第一刀片的轮廓与所述通孔匹配设置,所述第一刀片的悬伸端设置于所述通孔内部。

所述第一卡杆套设所述第二卡杆设置。

在一些优选实施例中,所述第一刀片为第一三角形刀片。

所述第二刀片为第二三角形刀片,所述通孔为三角形结构;所述第一三角形刀片的底部与所述通孔的底部抵触设置。

所述第一卡钳包括第一顶板、第一侧板和第二侧板,所述第一侧板、所述第二侧板分别设置于所述第一顶板的两端,所述第一侧板、所述第二侧板分别与所述第一顶板可转动设置;所述第一顶板、所述第一侧板与所述第二侧板构成开口向下的第一c型框架,以夹持所述第一卡杆。

所述第一卡杆具有开口向下的第一凹槽,所述第一刀片远离刀刃的一端固设于所述第一凹槽。

所述第二卡钳包括第二顶板、第三侧板和第四侧板,所述第三侧板、所述第四侧板分别设置于所述第二顶板的两端,所述第三侧板、所述第四侧板分别与所述第二顶板可转动设置;所述第二顶板、所述第三侧板与所述第四侧板构成开口向下的第二c型框架,以夹持所述第二卡杆。

所述第二卡杆具有开口向下的第二凹槽,所述第二刀片远离刀刃的一端固设于所述第二凹槽。

在一些优选实施例中,所述第一侧板为第一l形结构,所述第二侧板为第二l形结构,所述第一l形结构与所述第二l形结构相对设置;所述第一l形结构、所述第二l形结构等高设置,且所述第一l形结构、所述第二l形结构的高度均大于所述第一卡杆的高度;在工作状态下,所述第一l形结构、所述第二l形结构的凸出部承载所述第一卡杆。

所述第三侧板为第三l形结构,所述第四侧板为第四l形结构,所述第三l形结构与所述第四l形结构相对设置;所述第三l形结构、所述第四l形结构等高设置,且所述第三l形结构、所述第四l形结构的高度均大于所述第二卡杆的高度;在工作状态下,所述第三l形结构、所述第四l形结构的凸出部承载所述第二卡杆。

在一些优选实施例中,所述第二卡杆的外侧壁设置有导向凸起,所述第一卡杆的内侧壁设置有导向凹槽,所述导向凸起与所述导向凹槽匹配设置。

所述导向凸起的纵向轴线与所述第二卡杆的纵向轴线平行设置。

所述导向凹槽的纵向轴线与所述第一卡杆的纵向轴线平行设置。

在一些优选实施例中,所述升降杆为液压杆。

在一些优选实施例中,所述悬吊装置包括第二导轨、第二行走装置和行走平台,所述第二行走装置用于驱动所述行走平台沿所述第二导轨移动;所述切片装置与所述行走平台固定连接。

所述第二导轨包括平行设置的两条齿轨,所述第二行走装置包括两个齿轮组和两个双输出轴电机,两个所述双输出轴电机装设于所述行走平台;每个所述齿轮组均包括两个齿轮,两个所述齿轮分别装设于所述双输出轴电机的两个动力输出端,分别与两条所述齿轨啮合。

所述第一卡钳的数量为两个,两个所述第一卡钳沿着所述第一卡杆依次设置。

所述第二卡钳的数量为一个,一个所述第二卡钳设置于所述第二卡杆远离所述第一卡杆的端部。

所述第二行走装置的数量为三个,三个所述第二行走装置中的三个所述行走平台分别通过两个所述第一连接杆、一个所述第二连接杆与两个所述第一卡钳、一个所述第二卡钳固定连接。

三个所述第二行走装置独立控制,用于调节所述第一刀片与所述第二刀片构成的整体刀片的总长。

在一些优选实施例中,该切片系统还包括总控中心,所述第一行走装置、所述第二行走装置、所述升降装置均与所述总控中心通信连接。

在一些优选实施例中,所述切片平台上开设有贯通槽,用于排出废品。

所述贯通槽的纵向轴线与所述切片装置的纵向轴线平行设置。

所述第一卡杆远离所述第二卡杆的端部到所述第二卡杆远离所述第一卡杆的端部之间的距离为l1,所述贯通槽的纵向长度为l2,l2>l1。

本发明的第二方面提供了一种用于地质构造模拟实验的砂体模型切片系统,该系统包括总控中心、实验台、平移装置、升降装置和切片装置;所述实验台包括砂体模型固形装置、切片平台和支撑组件,所述支撑组件用于承载所述切片平台;所述砂体模型固形装置装设于所述切片平台;所述砂体模型固形装置包括框架结构和驱动装置,所述框架结构包括第一挡板、第二挡板和第三挡板,所述第一挡板与所述第二挡板相对设置,所述第三挡板设置于所述第一挡板、所述第二挡板的端部且所述第一挡板、所述第二挡板垂直设置;所述第三挡板的长度与所述第一挡板与所述第二挡板之间的距离。

所述驱动装置包括第一驱动组件和第二驱动组件,所述第一驱动组件包括第一动力装置和第一推拉杆,所述第一推拉杆的一端与所述第一动力装置的动力输出端固定连接,另一端与所述第一挡板的外壁固定连接;所述第二驱动组件包括第二动力装置和第二推拉杆,所述第二推拉杆的一端与所述第二动力装置的动力输出端固定连接,另一端与所述第二挡板的外壁固定连接;所述第一动力装置、所述第二动力装置均与所述总控中心通信连接;所述第一推拉杆与所述第二推拉杆均为可伸缩液压杆。

所述平移装置包括第一导轨、悬吊装置和第一行走装置,所述第一行走装置用于驱动所述悬吊装置沿所述第一导轨移动;所述第一行走装置与所述总控中心通信连接。

所述升降装置装设于所述第一行走装置,所述升降装置包括升降动力装置和液压杆,所述液压杆远离所述第一行走装置的一端与所述悬吊装置固定连接;所述升降动力装置与所述总控中心通信连接;所述液压杆在所述升降动力装置的驱动下带动所述悬吊装置上升或下降。

所述切片装置装设于所述悬吊装置,所述切片装置在所述升降动力装置的驱动下向下移动进行切片。

本发明提供的用于地质构造物理模拟实验的切片装置,通过所述动力机构驱动所述支撑机构,带动所述切片机构移动,在所述实验台上进行砂体切片,有效地降低了实验人员的劳动强度,缩短了切片工作周期,提高了地质构造物理模拟实验的精度与效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明中的用于地质构造模拟实验的切片系统的一种具体实施例的立体结构示意图。

图2是图1中的升降装置和平移装置的部分结构示意图。

图3是图1中的悬吊装置的部分结构示意图。

图4是图1中的卡具装置的部分结构示意图。

图5是图1中的刀具的侧视示意图。

图6是本发明中的用于地质构造模拟实验的砂体模型切片系统的一种具体实施例的立体结构示意图。

附图标记说明依次如下:110、支撑组件,120、切片平台,130、贯通槽,141、第一挡板,142、第二挡板,143、第三挡板;150、收集桶;200、平移装置,210、第一齿轨,220、第一平台,230、第一齿轮,240、第一限位件,250、第一电机,260、悬吊装置,261、第二齿轨,262、第二齿轮,263、第二平台;300、升降装置,310、液压杆,320、连接部;410、第一组卡具,411、第一卡钳,412、第一卡杆,413、第一连接杆,414、第一固定件;420、第二组卡具;510、第一刀片,520、第二刀片,530、液体注入装置。

具体实施方式

为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。

本发明的第一方面公开了一种用于地质构造物理模拟实验的切片系统,该切片系统包括实验台、平移装置、切片装置和升降装置,平移装置、升降装置、切片装置均设置于实验台;实验台包括切片平台以及承载切片平台的支撑组件;平移装置包括第一导轨、悬吊装置和第一行走装置,第一行走装置用于驱动悬吊装置沿第一导轨移动;切片装置装设于悬吊装置;升降装置装设于第一行走装置,升降装置包括升降动力装置和升降杆,升降杆远离第一行走装置的一端与悬吊装置固定连接;升降杆在升降动力装置的驱动下带动悬吊装置进行升降位置调节或带动切片装置向下移动进行切片;通过本发明第一方面公开的方案,实现在在实验台上的自动化砂体切片,有效降低人工干预,精准控制切片速度与切片距离,有效地降低劳动强度,缩短切片工作周期,提高地质构造物理模拟实验的精度与效率。

本发明的第二方面公开了一种用于地质构造物理模拟实验的砂体模型切片系统,该系统包括总控中心、实验台、平移装置、升降装置和切片装置;实验台包括砂体模型固形装置、切片平台和支撑组件,支撑组件用于承载切片平台;砂体模型固形装置装设于切片平台;砂体模型固形装置包括框架结构和驱动装置,框架结构包括第一挡板、第二挡板和第三挡板,第一挡板与第二挡板相对设置,第三挡板设置于第一挡板、第二挡板的端部且第一挡板、第二挡板垂直设置;第三挡板的长度与第一挡板与第二挡板之间的距离;驱动装置包括第一驱动组件和第二驱动组件,第一驱动组件包括第一动力装置和第一推拉杆,第一推拉杆的一端与第一动力装置的动力输出端固定连接,另一端与第一挡板的外壁固定连接;第二驱动组件包括第二动力装置和第二推拉杆,第二推拉杆的一端与第二动力装置的动力输出端固定连接,另一端与第二挡板的外壁固定连接;第一动力装置、第二动力装置均与总控中心通信连接;。平移装置包括第一导轨、悬吊装置和第一行走装置,第一行走装置用于驱动悬吊装置沿第一导轨移动;第一行走装置与总控中心通信连接;升降装置装设于第一行走装置,升降装置包括升降动力装置和液压杆,液压杆远离第一行走装置的一端与悬吊装置固定连接;升降动力装置与总控中心通信连接;液压杆在升降动力装置的驱动下带动悬吊装置上升或下降;切片装置装设于悬吊装置,切片装置在升降动力装置的驱动下向下移动进行切片。

在地质构造物理模拟实验中,一般采用不同粒度的彩色石英砂、不同粘度的硅胶等材料,等效模拟地层中的刚性、塑性地层;按照模拟区地层实际情况,在构造物理模拟沙箱中铺设等效模型;之后借助沙箱挡板挤压、沙箱底板变形等,模拟地质构造变形动力,使等效砂体模型发生变形;待砂体模型完成模拟变形后,通常需要对其进行等间距切片拍照,以此观察模型内部结构,从而完成三维数字建模,进而实现构造变形的三维可视化分析。在现有技术中,地质构造物理模拟实验的模型切片工作基本依靠人工实现,劳动强度大,工作周期长,切片间距较大且精度低,切面光滑平整度差,切面无法长时间保存,这些问题极大地制约了地质构造物理模拟实验中三维数字模型的搭建精度及效率;通过本发明的第二方面公开的方案,可进一步降低切片过程刀片对模型的力损坏,保证未切片模型的完好,提高模型的切片成片率。

以下参照附图结合具体实施例进一步说明本发明。

参照附图1至附图4,图1是本发明中的用于地质构造模拟实验的切片系统的一种具体实施例的立体结构示意图,图2是图1中的升降装置和平移装置的部分结构示意图,图3是图1中的悬吊装置的部分结构示意图,图4是图1中的卡具装置的部分结构示意图;本发明的第一种实施例公开了一种用于地质构造物理模拟实验的切片系统,该系统包括实验台、平移装置、切片装置和升降装置,平移装置、升降装置、切片装置均设置于所述实验台;实验台包括切片平台120以及承载切片平台的支撑组件110;平移装置200包括第一导轨、悬吊装置260和第一行走装置,第一行走装置用于驱动悬吊装置沿第一导轨移动;切片装置装设于悬吊装置;升降装置300装设于第一行走装置,升降装置包括升降动力装置和升降杆,升降杆远离第一行走装置的一端与悬吊装置固定连接;升降杆在升降动力装置的驱动下带动悬吊装置进行升降位置调节或带动切片装置向下移动进行切片。

优选地,第一导轨为第一齿轨210;第一行走装置包括第一平台220和第一电机250,第一电机为双输出轴电机,用于驱动与第一齿轨啮合的第一齿轮230转动,以通过升降装置带动悬吊装置前后平移;在本实施例中,同一侧的第一齿轨设置有两条;第一行走装置有两个,分别设置于悬吊装置的两端。

优选地,两个第一行走装置设置于切片平台的长度方向的两端,第一齿轨与切片平台卡接或者螺接。

进一步地,平移装置还包括第一限位件240,第一限位件的为l型结构,其内壁设置有凸起结构,第一齿轨的侧部开设有导向槽,凸起结构与导向槽匹配设置;第一限位件的顶部与第一平台固定连接,在平移装置移动过程中,通过第一限位件保证对第一行走装置的导向限位,凸起结构在导向槽中滑动。

优选地,升降杆为液压杆310;升降动力装置为液压泵。

进一步地,液压杆的顶部设置有连接部320,该连接部为板状结构,便于与悬吊装置的底部固定连接,同时提高承载力。

进一步地,切片装置包括第一组卡具装置410和第二组卡具装置420,第一组卡具装置包括第一卡钳411、第一卡杆412和第一连接杆413,第一连接杆的一端与悬吊装置固定连接,另一端装设第一卡钳;第一卡钳与第一卡杆可拆卸连接;第一卡杆用于夹持第一刀片510;第二组卡具装置包括第二卡钳、第二卡杆和第二连接杆,第二连接杆的一端与悬吊装置连接,另一端装设第二卡钳;第二卡钳与第二卡杆可拆卸连接;第二卡杆用于夹持第二刀片520;通过本实施例的设置,可实现对切片装置的前后平移位置调节以及升降位置调节。

优选地,第一卡杆套设第二卡杆设置。

进一步地,第一卡钳包括第一顶板、第一侧板和第二侧板,第一侧板、第二侧板分别设置于第一顶板的两端,第一侧板、第二侧板分别与第一顶板可转动设置,第一侧板、第二侧板与第一顶板的连接部为铰接件,在外力作用下可向外张开,默认状态下产生向内的夹紧力;第一顶板、第一侧板与第二侧板构成开口向下的第一c型框架,以夹持第一卡杆;第一卡杆具有开口向下的第一凹槽,第一刀片远离刀刃的一端固设于第一凹槽。

第二卡钳包括第二顶板、第三侧板和第四侧板,第三侧板、第四侧板分别设置于第二顶板的两端,第三侧板、第四侧板分别与第二顶板可转动设置;第二顶板、第三侧板与第四侧板构成开口向下的第二c型框架,以夹持第二卡杆;第二卡杆具有开口向下的第二凹槽,第二刀片远离刀刃的一端固设于第二凹槽。

进一步地,第一侧板为第一l形结构,第二侧板为第二l形结构,第一l形结构与第二l形结构相对设置;第一l形结构、第二l形结构等高设置,且第一l形结构、第二l形结构的高度均大于第一卡杆的高度;在工作状态下,第一l形结构、第二l形结构的凸出部承载第一卡杆。

第三侧板为第三l形结构,第四侧板为第四l形结构,第三l形结构与第四l形结构相对设置;第三l形结构、第四l形结构等高设置,且第三l形结构、第四l形结构的高度均大于第二卡杆的高度;在工作状态下,第三l形结构、第四l形结构的凸出部承载第二卡杆。

进一步地,切片装置还包括第一固定件414,用于在第一卡钳夹持第一卡杆后的限位,以防止第一卡钳的张开,防止工作过程中第一卡杆从第一卡钳中脱落;第一固定件为c型结构,c型结构的内侧壁设置有弹性部,防止对第一卡钳的外部产生损伤。

优选地,第二卡钳的外部也设置有第一固定件,防止第二卡钳的张开,防止工作过程中第二卡杆从第二卡钳中的脱落。

进一步地,在本发明的第二种实施例中,悬吊装置包括第二导轨、第二行走装置和行走平台263,第二行走装置用于驱动行走平台沿第二导轨移动;切片装置与行走平台固定连接;第二导轨包括平行设置的两条齿轨(即第二齿轨261),第二行走装置包括两个齿轮组和两个双输出轴电机,两个双输出轴电机装设于行走平台;每个齿轮组均包括两个齿轮(即第二齿轮262),两个齿轮分别装设于双输出轴电机的两个动力输出端,分别与两条齿轨啮合;第一卡钳的数量为两个,两个第一卡钳沿着第一卡杆依次设置,优选地,两个第一卡钳分别设置于第一卡杆的两个端部位置;第二卡钳的数量为一个,一个第二卡钳设置于第二卡杆远离第一卡杆的端部;第二行走装置的数量为三个,三个第二行走装置中的三个行走平台分别通过两个第一连接杆、一个第二连接杆与两个第一卡钳、一个第二卡钳固定连接;三个第二行走装置独立控制,用于调节第一刀片与第二刀片构成的整体刀片的总长;通过本实施例,可实现对刀具总长的灵活调节,适用于不同尺寸的模型切片。

进一步地,悬吊装置还包括第二限位件,第二限位件的为l型结构,其内壁设置有凸起结构,第二齿轨的侧部开设有导向槽,凸起结构与导向槽匹配设置;第二限位件的顶部与第二平台固定连接,在第二平台移动过程中,通过第二限位件保证对第二齿轮的导向限位,凸起结构在导向槽中滑动。

优选地,第一卡杆远离第二卡杆的端部到第二卡杆远离第一卡杆的端部之间的距离为l1,贯通槽的纵向长度为l2,l2>l1。

进一步地,第二卡杆的外侧壁设置有导向凸起,第一卡杆的内侧壁设置有导向凹槽,导向凸起与导向凹槽匹配设置;导向凸起的纵向轴线与第二卡杆的纵向轴线平行设置;导向凹槽的纵向轴线与第一卡杆的纵向轴线平行设置。

进一步地,切片平台上还开设有贯通槽130,用于排出废品,贯通槽开设于切片装置的两端,不影响切片装置的切片;贯通槽的纵向轴线与切片装置的纵向轴线平行设置,用于进行切除样品的排出,切片平台的底部还设置有收集桶150,用于承接样品。

进一步地,第二卡杆上开设有贯通孔,用于设置液体注入装置530,用于向刀具的伸缩缝隙内注入液体;第一刀片、第二刀片的制作材料选择tpx,折射率为1.45,注入液体选择浓度为45%的蔗糖水,折射率约为1.45。

进一步地,参照附图5,图5是图1中的刀具的侧视示意图,第一刀片510为第一三角形刀片;第二刀片520为第二三角形刀片,通孔为三角形结构;第一三角形刀片的底部与通孔的底部抵触设置;第二刀片开设有通孔,通孔的贯穿方向与第二刀片的切片方向垂直设置;第一刀片的轮廓与通孔匹配设置,第一刀片的悬伸端设置于通孔内部。

优选地,第一刀片、第二刀片均为有机玻璃刀。

优选地,第一刀片、第二刀片分别与第一卡杆、第二卡杆的连接均通过螺栓可拆卸连接。

该切片系统还包括总控中心,第一行走装置、第二行走装置、升降装置均与总控中心通信连接。

切片时,通过总控中心控制三台第二电机,驱动三个第二移动平台沿第二齿轨移动至合适位置,使第一刀片与第二刀片组成的总体刀片长度与被切片模型长度一致,切片装置的两端与被切片模型两端在垂向上位置一致;第一刀片从第二刀片内部分抽出后将产生一定长度缝隙,通过注射器向缝隙内注入液体,消除第一刀片和第二刀片之间的衔接迹线;通过总控中心控制第一电机,驱动第一行走装置沿第一齿轨移动至首次切片位置;通过总控中心控制液压泵驱动液压杆下降,直至第一刀片与第二刀片组成的总体刀片的底部接触切片平台;将被切除砂体清理至贯通槽内,废模型收集进入收集桶;对切片进行拍照,完成首次切片。通过总控中心控制液压泵驱动液压杆上升,直至第一刀片与第二刀片组成的总体刀片的底部高于砂体模型;通过总控中心控制第一电机,驱动第一行走装置沿第一导轨同步移动至下一切片位置;通过总控中心控制液压泵驱动液压杆下降,直至第一刀片与第二刀片组成的总体刀片的底部接触实验台;将被切除砂体清理至贯通槽内,废模型收集进入收集桶;对切片进行拍照,完成再次切片。重复上述步骤,在设计切片位置依次切片,直至切片工作完成。

本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

参照附图6,图6是本发明中的用于地质构造模拟实验的砂体模型切片系统的一种具体实施例的立体结构示意图,本发明的第二方面公开了一种用于地质构造物理模拟实验的砂体模型切片系统,该系统包括总控中心、实验台、平移装置、升降装置和切片装置;实验台包括砂体模型固形装置、切片平台和支撑组件,支撑组件用于承载切片平台;砂体模型固形装置装设于切片平台;砂体模型固形装置包括框架结构和驱动装置,框架结构包括第一挡板141、第二挡板142和第三挡板143,第一挡板与第二挡板相对设置,第三挡板设置于第一挡板、第二挡板的端部且第一挡板、第二挡板垂直设置,第三挡板通过实验台上设置的对应凹槽限位设置或者通过第一挡板、第二挡板端部设置的卡合部与第三挡板侧面设置的连接部卡合连接;第三挡板的长度与第一挡板与第二挡板之间的距离;驱动装置包括第一驱动组件和第二驱动组件,第一驱动组件包括第一动力装置和第一推拉杆,第一推拉杆的一端与第一动力装置的动力输出端固定连接,另一端与第一挡板的外壁固定连接;第二驱动组件包括第二动力装置和第二推拉杆,第二推拉杆的一端与所述第二动力装置的动力输出端固定连接,另一端与所述第二挡板的外壁固定连接;第一动力装置、第二动力装置均与总控中心通信连接;第一推拉杆与第二推拉杆均为可伸缩液压杆;平移装置包括第一导轨、悬吊装置和第一行走装置,第一行走装置用于驱动悬吊装置沿第一导轨移动;第一行走装置与总控中心通信连接;升降装置装设于第一行走装置,升降装置包括升降动力装置和液压杆,液压杆远离第一行走装置的一端与悬吊装置固定连接;升降动力装置与总控中心通信连接;液压杆在升降动力装置的驱动下带动悬吊装置上升或下降;切片装置装设于悬吊装置,切片装置在升降动力装置的驱动下向下移动进行切片;需要说明的是,本发明的第二方面中的平移装置、升降装置和切片装置与本发明的第一方面公开的技术特征对应一致,故在此不再一一赘述。

地质构造物理模拟实验是研究地质构造变形机制、变形过程以及变形结果的有效手段,其以相似性理论为基础,在室内小尺度试验装置内进行短时间的构造变形物理模拟,反映现实情况下大尺度、长时间的地质构造变形过程,以此探究地质构造演化规律,探索变形边界条件及力学机制,建立地质构造模型,实现对地质构造变形的定量及三维可视化分析。在地质构造物理模拟实验中,一般采用不同粒度的彩色石英砂、不同粘度的硅胶等材料,等效模拟地层中的刚性、塑性地层;按照模拟区地层实际情况,在构造物理模拟沙箱中铺设等效模型;之后借助沙箱挡板挤压、沙箱底板变形等,模拟地质构造变形动力,使等效砂体模型发生变形;通过选择石英砂粒度、硅胶粘度、模型尺寸、变形时间、变形速度等,模拟地层构造变形过程,并持续对变形过程进行记录。待砂体模型完成模拟变形后,通常需要对其进行等间距切片拍照,以此观察模型内部结构,从而完成三维数字建模,进而实现构造变形的三维可视化分析;通过本发明第一方面公开的方案可对在切片过程中不易变形的模型进行切片操作,对于强度较低的模型,切片过程中可能会对未切片部分的模型产生破坏,则可使用本发明第二方面公开的切片系统,通过第一动力装置、第二动力装置的设置可灵活调整第一挡板与第二挡板之间的距离,可适配不同尺寸要求的模型,同时在切片过程中,通过砂体模型固形装置可对模型进行极好地固定,获取更精准的切片数据。通过本发明,可满足不同试验模型的切片要求,人工强度低,工作效率高,切片间距小精度高,有效提高切面光滑平整度,可实现切面长时间保存,有效提高地质构造物理模拟实验中三维数字模型的搭建精度及效率。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

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