一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统的制作方法

本发明涉及地质学实验测量，具体为一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统。

背景技术：

1、在矿产开发、隧道挖掘等工程中，地质裂缝会对工程本身造成很多不利因素，甚至酿成事故。因此在需要在前期勘探中对可能出现的地质裂缝进行充分测量以及研究评估，以便能够安全施工，保护作业人员，同时减小工程隐患。其中，地下水的变化又是造成地质裂缝的主要原因之一。

2、申请人在申请本发明时，经过检索，发现中国专利公开了“一种采水型地裂缝物理模型试验装置及试验方法”，其申请号为“201910053093.7”，该专利主要通过增加井管数量，可以模拟多井抽水或灌水情况下地裂缝的形成和演化；通过改变石膏的形状和尺寸，可以模拟不同形态和尺寸的基岩对地裂缝形成的影响；

3、但是该方法在实际使用过程中，仍存在缺陷，由于地下水位的不同，开采的水位也不同，其无法根据水位的变化做出应对的测量方法，导致实验的结果不准确，无法替代实际情况下的地表开裂情况。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统，解决了无法根据水位的变化做出应对的测量方法，导致实验的结果不准确的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统，包括：

5、检测箱，所述检测箱的右侧外表面贯穿设置有第一抽水管，所述检测箱的右侧外表面且位于第一抽水管的下方贯穿设置有第二抽水管，所述检测箱的右侧外表面且位于第二抽水管的下方贯穿设置有第三抽水管；

6、固定板，所述固定板的右侧外表面上部固定连接有连接板，所述连接板的下表面中部固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底端固定连接有压力板，所述固定板的右侧外表面中部设置有电滑槽，所述电滑槽的外表面滑动连接有高度测量仪，所述固定板的右侧外表面且位于连接板的下方设置有摄像头；

7、土体模型，所述土体模型由上至下依次包括基层、第一含水层、第一隔水层、第二含水层、第二隔水层、第三含水层和第三隔水层。

8、优选的，所述检测箱的右侧外表面且位于第一抽水管的上方贯穿设置有进水管。

9、优选的，所述检测箱的右侧外表面且位于第三抽水管的下方贯穿设置有排水管。

10、优选的，所述第一抽水管与第一含水层对接，所述第二抽水管与第二含水层对接，所述第三抽水管与第三含水层对接。

11、一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统的实验方法，包括以下步骤：

12、步骤一：按实验要求进行设计土体块，并按照土体模型在检测箱内进行搭建；

13、步骤二：通过进水管向检测箱内注满水，直至土体模型内的土体块饱和，并配合排水管将多余的水分排出；

14、步骤三：通过高度测量仪检测此时土体模型的高度；

15、步骤四：通过第一抽水管进行抽干第一含水层内的水分，并通过高度测量仪检测此时土体模型的高度，并通过摄像头观察基层的开裂情况，并打开电动伸缩杆的开关，带动压力板下移，随着压力的增大，继续观察基层的开裂情况，并得出压力与开裂程度的关系；

16、步骤五：通过第二抽水管进行抽干第二含水层内的水分，并通过高度测量仪检测此时土体模型的高度，并通过摄像头观察基层的开裂情况，并打开电动伸缩杆的开关，带动压力板下移，随着压力的增大，继续观察基层的开裂情况，并得出压力与开裂程度的关系；

17、步骤六：通过第三抽水管进行抽干第三含水层内的水分，并通过高度测量仪检测此时土体模型的高度，并通过摄像头观察基层的开裂情况，并打开电动伸缩杆的开关，带动压力板下移，随着压力的增大，继续观察基层的开裂情况，并得出压力与开裂程度的关系。

18、(三)有益效果

19、本发明提供了一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统。具备以下有益效果：

20、1、模拟了土体条件下的“采水型”地裂缝灾害形成演化过程，且可根据实际采水的深度，做出对应的测量方法，进而可全面模拟实际场景，效果好。

21、2、通过在“采水”后，对地表开裂的情况进行判断，并配合工作中实际存在的压力，对其进行压力的施加，继续观察基层的开裂情况，并得出压力与开裂程度的关系，得出该土体的实际承受能力。

技术特征：

1.一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统，其特征在于：所述检测箱(1)的右侧外表面且位于第一抽水管(5)的上方贯穿设置有进水管(4)。

3.根据权利要求1所述的一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统，其特征在于：所述检测箱(1)的右侧外表面且位于第三抽水管(7)的下方贯穿设置有排水管(8)。

4.根据权利要求1所述的一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统，其特征在于：所述第一抽水管(5)与第一含水层(32)对接，所述第二抽水管(6)与第二含水层(34)对接，所述第三抽水管(7)与第三含水层(36)对接。

5.一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种大型地裂缝物理模型反演的实验系统，涉及地质学实验测量技术领域。该大型地裂缝物理模型反演的实验系统，包括检测箱和固定板，所述检测箱的右侧外表面贯穿设置有第一抽水管、第二抽水管和第三抽水管，所述固定板的右侧外表面上部固定连接有连接板，所述连接板的下表面中部固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底端固定连接有压力板，所述固定板的右侧外表面中部设置有电滑槽，所述电滑槽的外表面滑动连接有高度测量仪，所述固定板的右侧外表面且位于连接板的下方设置有摄像头。本发明，模拟了土体条件下的“采水型”地裂缝灾害形成演化过程，且可根据实际采水的深度，做出对应的测量方法，进而可全面模拟实际场景。

技术研发人员：宋佰万,孙秀娟,李业颖,牛冲,王晓明
受保护的技术使用者：山东省地质测绘院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15