CN115290519A - 一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法，其中的同沉积构造物理模拟实验设备包括平台，所述平台的底部固定安装有四个呈两两对称设置的支腿，平台的顶部固定安装有U型座，平台的上方设置有实验箱，实验箱的顶部为开口构造，实验箱的底部固定安装有第一铰接座，第一铰接座的底部与U型座转动连接，实验箱内滑动安装有承载板，承载板的侧壁与实验箱的内壁壁滑动接触。本发明设计合理，设备能够单独进行物理沉积模拟实验或单独进行构造运动模拟实验，功能性好，实验效果明显，而且还能够模拟沉积过程和构造运动同时进行，可以尽可能的贴合实际环境要求，提高了实验效果和实验结果的准确性，能够满足使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及同沉积构造实验技术领域，具体为一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法。
背景技术
同沉积构造又称同生构造或生长构造，是指在沉积过程中发育的构造。同沉积构造的构造形态一般表现为盆内断层、盆缘断层以及褶曲变形，同沉积构造主要发育在离散型板块边界部位以及板内变形轻微的断陷盆地的同沉积断层的上盘。沉积模拟是沉积学理论研究的一种重要的实验手段和技术方法，可以分为数值模拟和物理模拟，物理模拟是对沉积物物理过程的室内模拟，通过模拟当时的沉积条件，在实验室还原自然界沉积物的沉积过程，同沉积构造物理模拟是在室内对物理过程进行模拟，其关键是原型与模型的相似性，现今，在实验室内进行同沉积构造物理模拟实验时，就需要使用到同沉积构造物理模拟实验设备。
但是，现有技术中，在进行同沉积构造物理模拟时，现有的同沉积构造物理模拟实验设备的结构简单，通常只能够进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验中的一种，功能比较单一，导致实验结果不准确，并且由于不能够同时进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验，导致实验过程不能够贴合实际环境要求，实验效果不够理想，降低了实验结果的准确性，进而不能够满足使用需求，为此，我们提出一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法用于解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法，解决了同沉积构造物理模拟实验设备通常只能够进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验中的一种，功能比较单一，导致实验结果不准确，并且由于不能够同时进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验，导致实验过程不能够贴合实际环境要求，实验效果不够理想，降低了实验结果的准确性的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种同沉积构造物理模拟实验设备，包括平台，所述平台的底部固定安装有四个呈两两对称设置的支腿，平台的顶部固定安装有U型座，平台的上方设置有实验箱，实验箱的顶部为开口构造，实验箱的底部固定安装有第一铰接座，第一铰接座的底部与U型座转动连接，实验箱内滑动安装有承载板，承载板的侧壁与实验箱的内壁壁滑动接触，平台和实验箱之间设置有角度调节组件，平台上设置有沉积模拟实验组件和构造运动模拟实验组件。
优选的，所述角度调节组件包括第二铰接座、支撑斜板、轴座、丝杆、矩形滑座和电机，第二铰接座固定安装在实验箱的底部并位于第一铰接座的右侧，支撑斜板的顶端与第二铰接座转动连接，平台的顶部开设有矩形滑槽，轴座固定安装在矩形滑槽的右侧内壁上，丝杆的右端与轴座转动连接，矩形滑座螺纹套设在丝杆上，支撑斜板的底端延伸至矩形滑槽内并与矩形滑座的顶部转动连接，电机固定安装在矩形滑槽内，丝杆的左端与电机的输出轴端固定连接。
优选的，所述矩形滑槽的底部内壁上开设有第一限位，矩形滑座的底部固定安装有第一限位杆，第一限位杆滑动安装在第一限位槽内。
优选的，所述沉积模拟实验组件包括水箱、水泵、输水波纹管、出水管、排水管、多个喷管、回水波纹管、滤网、多个日光灯和两个风扇，水箱固定安装在平台的底部，水泵固定安装在实验箱的右侧外壁上，输水波纹管的一端与水泵的吸入端固定连接，输水波纹管远离水泵的一端延伸至水箱内，出水管的一端与水泵的排出端固定连接，排水管通过管卡安装固定在实验箱的右侧内壁上，出水管远离水泵的一端延伸至实验箱内并与排水管固定连接，多个喷管均固定安装在排水管上并呈等间距排布，多个喷管均为倾斜设置，回水波纹管固定安装在实验箱的左侧，回水波纹管的一端延伸至实验箱内，回水波纹管远离实验箱的一端延伸至水箱内，滤网固定安装在回水波纹管位于实验箱内的一端。
优选的，所述实验箱的顶部固定安装有两个竖板，两个竖板的顶部固定安装有同一个横板，多个日光灯和两个风扇均固定安装在横板的底部，多个多个日光灯呈等间距排布，两个风扇均呈倾斜设置。
优选的，所述水箱的顶部开设有加水孔，加水孔内螺纹安装有端盖，水箱的左侧开设有放水孔，放水孔内螺纹安装有堵头。
优选的，所述构造运动模拟实验组件包括两个挤压板、两个压力传感器、两个电动推杆、三个振动马达和多个弹簧，实验箱的两侧内壁上均开设有收纳槽，两个挤压板均滑动安装在收纳槽内，两个压力传感器分别固定安装在两个挤压板相互远离的一侧，两个电动推杆分别固定安装在实验箱的两侧外壁上，两个收纳槽相互远离的一侧内壁上均开设有通孔，两个电动推杆的输出轴端分别贯穿相对应的通孔，两个电动推杆的输出轴端分别与相对应的压力传感器固定连接，三个振动马达均固定安装在承载板的底部并呈等间距排布，多个弹簧的底端均与实验箱的底部内壁固定连接，多个弹簧的顶端均与承载板的底部固定连接，多个弹簧呈等间距排布。
优选的，所述实验箱的底部内壁上固定安装有两个固定柱，两个固定柱的顶端均开设有导向槽，两个导向槽内均滑动安装有导向柱，两个导向柱的顶端分别延伸至相对应的导向槽内，两个导向柱的顶端均与承载板的底部固定连接。
优选的，所述导向槽的两侧内壁上均开设有第二限位槽，导向柱的两侧均固定安装有第二限位杆，第二限位杆滑动安装在相对应的第二限位槽内。
一种上述的同沉积构造物理模拟实验设备的实验方法，包括如下操作步骤：
S1：将该实验设备整体放置在实验室内合适的位置，通过拧下端盖，向水箱内注入适量的清水，再把端盖拧紧在加水孔内，然后把配比好的泥沙碎屑颗粒放入实验箱内，利用承载板对泥沙碎屑颗粒进行支撑，接通电源，对泥沙碎屑颗粒进行物理沉积模拟实验时，通过开启日光灯，利用日光灯发出的光线照射在泥沙碎屑颗粒的表面，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到日光照射的状况，并且通过开启不同的日光灯，可模拟泥沙碎屑颗粒受到不同强度的日光照射的状况，通过开启任意一个风扇，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到风吹的状况，并且通过开启不同的风扇，可改变泥沙碎屑颗粒受到风吹的风向，通过启动水泵运行，使得水箱内的清水依次经过输水波纹管、水泵、出水管、排水管最后从多个喷管排出，从多个喷管排出的清水在泥沙碎屑颗粒的表面进行流动，可进行模拟河流冲刷泥沙碎屑颗粒表面的状况，实验箱内的清水在滤网的过滤后经过回水波纹管回流至水箱内，即可对水箱内的清水进行循环使用，具有节约水资源的效果，进而通过对泥沙碎屑颗粒进行照晒、风水和冲刷三种方式，可模拟泥沙碎屑颗粒被侵蚀后再次沉积的过程，进而提高了实验结果的准确性；
S2：对泥沙碎屑颗粒进行构造运动模拟实验时，通过开启两个压力传感器，再开启两个电动推杆工作，两个电动推杆推动相对应的挤压板向相对应的收纳槽外滑出，进而利用两个挤压板对泥沙碎屑颗粒施加的挤压力，可进行模拟水平方向的构造运动实验，利用两个压力传感器，可对泥沙碎屑颗粒受到的挤压力进行检测，使得压力值在控制器的显示屏上显示出，以便于研究人员观看，通过开启振动马达运行，利用振动马达运行时产生的震动力通过承载板传递给泥沙碎屑颗粒，可进行模拟竖直方向的构造运动实验，并且根据实验情况开启一个振动马达或者两个振动马达或者三个振动马达时，使得泥沙碎屑颗粒受到的竖直方向的震动力不同，即可对泥沙碎屑颗粒进行不同力度的竖直方向的构造运动模拟实验，进而通过对泥沙碎屑颗粒进行水平方向和竖直方向的构造运动模拟实验，能够有效的观察出泥沙碎屑颗粒所发生的盆内断层、盆缘断层以及褶曲变形等情况，进一步提高了实验效果；
S3：在实验期间，通过根据上述S1和S2的操作步骤同时进行，即可实现同时进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验，能够尽可能的贴合实际环境要求，提高了实验结果的准确性；
S4：在实验期间，通过启动电机正转，电机带动丝杆正向转动，使得矩形滑座带动支撑斜板水平向右移动，支撑斜板逐渐向上倾斜，支撑斜板推动实验箱逐渐向上倾斜，即可把实验箱调节至不同的倾斜角度对泥沙碎屑颗粒进行同沉积构造物理模拟实验，进一步提高了实验效果，通过启动电机反转，电机带动丝杆反向转动，使得矩形滑座带动支撑斜板水平向左移动，支撑斜板逐渐向下倾斜，支撑斜板推动实验箱逐渐向下倾斜，即可将实验箱调回至水平位置。
(三)有益效果
本发明提供了一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法。具备以下有益效果：
(1)、该一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法，通过利用沉积模拟实验组件的连接配合，能够对泥沙碎屑颗粒进行照晒、风水和冲刷，进而能够对泥沙碎屑颗粒进行有效的物理沉积模拟实验，提高了实验结果的准确性。
(2)、该一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法，通过利用构造运动模拟实验组件的连接配合，能够对泥沙碎屑颗粒进行水平方向和竖直方向的构造运动模拟实验，能够有效的观察出泥沙碎屑颗粒所发生的盆内断层、盆缘断层以及褶曲变形等情况，进一步提高了实验效果。
(3)、该一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法，通过利用沉积模拟实验组件和构造运动模拟实验组件的共同配合作用下，能够同时进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验，进而能够尽可能的贴合实际环境要求，提高了实验结果的准确性。
(4)、该一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法，通过利用角度调节组件的连接配合，可对实验箱的倾斜角度进行调节，即可把实验箱调节至不同的倾斜角度对泥沙碎屑颗粒进行同沉积构造物理模拟实验，进一步提高了实验效果。
本发明设备能够单独进行物理沉积模拟实验或单独进行构造运动模拟实验，功能性好，实验效果明显，而且还能够模拟沉积过程和构造运动同时进行，可以尽可能的贴合实际环境要求，提高了实验效果和实验结果的准确性，能够满足使用需求。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明主视的剖视结构示意图；
图3为图2中A部分的放大示意图；
图4为图2中B部分的放大示意图；
图5为图2中C部分的放大示意图；
图6为排水管的俯视结构示意图；
图7为古沉积岩心上发现的同沉积构造；
图8为实验所得的同沉积构造示意图。
图中：1、平台；2、支腿；3、U型座；4、实验箱；5、第一铰接座；6、承载板；7、第二铰接座；8、支撑斜板；9、矩形滑槽；10、轴座；11、丝杆；12、矩形滑座；13、电机；14、水箱；15、水泵；16、输水波纹管；17、出水管；18、排水管；19、喷管；20、回水波纹管；21、滤网；22、日光灯；23、风扇；24、竖板；25、横板；26、收纳槽；27、挤压板；28、压力传感器；29、电动推杆；30、振动马达；31、弹簧；32、固定柱；33、导向槽；34、导向柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种同沉积构造物理模拟实验设备，包括平台1，平台1的底部固定安装有四个呈两两对称设置的支腿2，平台1的顶部固定安装有U型座3，平台1的上方设置有实验箱4，实验箱4的顶部为开口构造，实验箱4是由透明钢化玻璃材料制成，以便于研究人员观察模拟实验过程，实验箱4的底部固定安装有第一铰接座5，第一铰接座5的底部与U型座3转动连接，实验箱4内滑动安装有承载板6，承载板6用于支撑泥沙碎屑颗粒，承载板6的侧壁与实验箱4的内壁壁滑动接触，平台1和实验箱4之间设置有角度调节组件，利用角度调节组件，可对实验箱4的倾斜角度进行调节，平台1上设置有沉积模拟实验组件和构造运动模拟实验组件，利用沉积模拟实验组件，能够进行物理沉积模拟实验，利用构造运动模拟实验组件，能够进行构造运动模拟实验，并且利用沉积模拟实验组件和构造运动模拟实验组件的共同配合作用下，能够同时进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验。
本实施例中，角度调节组件包括第二铰接座7、支撑斜板8、轴座10、丝杆11、矩形滑座12和电机13，第二铰接座7固定安装在实验箱4的底部并位于第一铰接座5的右侧，支撑斜板8的顶端与第二铰接座7转动连接，平台1的顶部开设有矩形滑槽9，轴座10固定安装在矩形滑槽9的右侧内壁上，丝杆11的右端与轴座10转动连接，矩形滑座12螺纹套设在丝杆11上，支撑斜板8的底端延伸至矩形滑槽9内并与矩形滑座12的顶部转动连接，电机13固定安装在矩形滑槽9内，丝杆11的左端与电机13的输出轴端固定连接，电机13用于驱动丝杆11转动，利用丝杆11与矩形滑座12的螺纹连接配合，可控制矩形滑座12在矩形滑槽9内水平滑动，进而可盖板支撑斜板8的倾斜角度，利用支撑斜板8可推动实验箱4以第一铰接座5为中心进行倾斜。
本实施例中，矩形滑槽9的底部内壁上开设有第一限位，矩形滑座12的底部固定安装有第一限位杆，第一限位杆滑动安装在第一限位槽内，利用第一限位杆在第一限位槽内的滑动连接配合，可对矩形滑座12的滑动行程进行限位。
本实施例中，沉积模拟实验组件包括水箱14、水泵15、输水波纹管16、出水管17、排水管18、多个喷管19、回水波纹管20、滤网21、多个日光灯22和两个风扇23，水箱14固定安装在平台1的底部，水泵15固定安装在实验箱4的右侧外壁上，输水波纹管16的一端与水泵15的吸入端固定连接，输水波纹管16远离水泵15的一端延伸至水箱14内，出水管17的一端与水泵15的排出端固定连接，排水管18通过管卡安装固定在实验箱4的右侧内壁上，出水管17远离水泵15的一端延伸至实验箱4内并与排水管18固定连接，多个喷管19均固定安装在排水管18上并呈等间距排布，多个喷管19均为倾斜设置，回水波纹管20固定安装在实验箱4的左侧，回水波纹管20的一端延伸至实验箱4内，回水波纹管20远离实验箱4的一端延伸至水箱14内，滤网21固定安装在回水波纹管20位于实验箱4内的一端，水箱14用水存储清水，利用水泵15、输水波纹管16、出水管17、排水管18和多个喷管19的连接配合，可向实验箱4内排水，进而模拟河流冲刷泥沙碎屑颗粒表面的状况，利用回水波纹管20可将实验箱4内的水排回水箱14内，方便水资源循环使用，利用滤网21可对水质的杂质进行拦截过滤，避免杂质回流至水箱14内，利用多个日光灯22，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到日光照射的状况，利用两个风扇23，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到风吹的状况。
本实施例中，多个日光灯22的功率从左向右依次增大。
本实施例中，实验箱4的顶部固定安装有两个竖板24，两个竖板24的顶部固定安装有同一个横板25，多个日光灯22和两个风扇23均固定安装在横板25的底部，多个多个日光灯22呈等间距排布，两个风扇23均呈倾斜设置，利用两个竖板24和横板25的连接配合，方便多个日光灯22和两个风扇23的安装固定。
本实施例中，水箱14的顶部开设有加水孔，加水孔内螺纹安装有端盖，水箱14的左侧开设有放水孔，放水孔内螺纹安装有堵头，利用加水孔和端盖，便于向水箱14内加水，利用放水孔和堵头，便于把水箱14内的清水排出。
本实施例中，构造运动模拟实验组件包括两个挤压板27、两个压力传感器28、两个电动推杆29、三个振动马达30和多个弹簧31，实验箱4的两侧内壁上均开设有收纳槽26，两个挤压板27均滑动安装在收纳槽26内，两个压力传感器28分别固定安装在两个挤压板27相互远离的一侧，两个电动推杆29分别固定安装在实验箱4的两侧外壁上，两个收纳槽26相互远离的一侧内壁上均开设有通孔，两个电动推杆29的输出轴端分别贯穿相对应的通孔，两个电动推杆29的输出轴端分别与相对应的压力传感器28固定连接，三个振动马达30均固定安装在承载板6的底部并呈等间距排布，多个弹簧31的底端均与实验箱4的底部内壁固定连接，多个弹簧31的顶端均与承载板6的底部固定连接，多个弹簧31呈等间距排布，利用两个电动推杆29，可控制相对应的挤压板27水平移动，利用两个挤压板27对实验箱4内的泥沙碎屑颗粒施加的挤压力，可进行模拟水平方向的构造运动实验，利用压力传感器28，可对泥沙碎屑颗粒受到的挤压力进行检测，利用三个振动马达30运行时产生的震动力通过承载板6传递给其上放置的泥沙碎屑颗粒，可进行模拟竖直方向的构造运动实验，利用多个弹簧31，可对承载板6进行支撑。
本实施例中，实验箱4的底部内壁上固定安装有两个固定柱32，两个固定柱32的顶端均开设有导向槽33，两个导向槽33内均滑动安装有导向柱34，两个导向柱34的顶端分别延伸至相对应的导向槽33内，两个导向柱34的顶端均与承载板6的底部固定连接，利用两个固定柱32和两个导向柱34的连接配合，即可起到对承载板6进行支撑的作用，又起到对承载板6的运动方向进行导向的作用，使得承载板6能够进行竖直方向的微移动。
本实施例中，导向槽33的两侧内壁上均开设有第二限位槽，导向柱34的两侧均固定安装有第二限位杆，第二限位杆滑动安装在相对应的第二限位槽内，利用第二限位杆在第二限位槽内的滑动连接配合，可对承载板6的运动行程进行限位。
本实施例中，平台1上固定安装有控制器，控制器上设置有多个控制按钮和显示屏，电机13采用可正反转电机，控制器、电机13、水泵15、多个日光灯22、两个风扇23、两个压力传感器28、两个电动推杆29和三个振动马达30依次通过导线与外接电源线电性连接构成回路，多个控制按钮可分别控制电机13的启停和正反转工作，可控制两个电动推杆29的启停和复位工作，还可分别控制多个日光灯22、两个风扇23、两个压力传感器28、两个电动推杆29和三个振动马达30的启停工作，两个压力传感器28所检测的压力值可在显示屏上显示出。
实验原理：接通电源，把配比好的泥沙碎屑颗粒放入实验箱4内，通过开启日光灯22，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到日光照射的状况，并且通过开启不同的日光灯22，可模拟泥沙碎屑颗粒受到不同强度的日光照射的状况，通过开启风扇23，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到风吹的状况，并且通过开启不同的风扇23，可改变泥沙碎屑颗粒受到风吹的风向，通过启动水泵15运行，可控制水箱14内的清水从多个喷管19排出，从多个喷管19排出的清水在泥沙碎屑颗粒的表面流动，可进行模拟河流冲刷泥沙碎屑颗粒表面的状况，实验箱4内的清水在滤网21的过滤后经过回水波纹管20回流至水箱14内，即可对水箱14内的清水进行循环使用，具有节约水资源的效果，进而通过对泥沙碎屑颗粒进行照晒、风水和冲刷三种方式，可模拟泥沙碎屑颗粒被侵蚀后再次沉积的过程，进而提高了实验结果的准确性，通过开启两个压力传感器28，再开启两个电动推杆29工作，利用两个挤压板27可对泥沙碎屑颗粒施加的挤压力，可进行模拟水平方向的构造运动实验，通过开启振动马达30运行，可控制泥沙碎屑颗粒受到震动力，可进行模拟竖直方向的构造运动实验，并且根据实验情况开启一个振动马达30或者两个振动马达30或者三个振动马达30时，泥沙碎屑颗粒所受到的竖直方向的震动力不同，即可对泥沙碎屑颗粒进行不同力度的竖直方向的构造运动模拟实验，进而通过对泥沙碎屑颗粒进行水平方向和竖直方向的构造运动模拟实验，能够有效的观察出泥沙碎屑颗粒所发生的盆内断层、盆缘断层以及褶曲变形等情况，进一步提高了实验效果，在实验期间，通过同时对泥沙碎屑颗粒进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验，能够尽可能的贴合实际环境要求，提高了实验结果的准确性，通过启动电机13正转，可控制丝杆11正向转动，使得矩形滑座12带动支撑斜板8水平向右移动，支撑斜板8逐渐向上倾斜并推动实验箱4逐渐向上倾斜，即可把实验箱4调节至不同的倾斜角度对泥沙碎屑颗粒进行同沉积构造物理模拟实验，进一步提高了实验效果，通过启动电机13反转，即可控制丝杆11反向转动，使得矩形滑座12带动支撑斜板8水平向左移动，支撑斜板8逐渐向下倾斜并推动实验箱4逐渐向下倾斜，即可将实验箱4调回至水平位置，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种同沉积构造物理模拟实验设备，包括平台(1)，其特征在于：所述平台(1)的底部固定安装有四个呈两两对称设置的支腿(2)，所述平台(1)的顶部固定安装有U型座(3)，平台(1)的上方设置有实验箱(4)，所述实验箱(4)的顶部为开口构造，所述实验箱(4)的底部固定安装有第一铰接座(5)，所述第一铰接座(5)的底部与所述U型座(3)转动连接，所述实验箱(4)内滑动安装有承载板(6)，所述承载板(6)的侧壁与所述实验箱(4)的内壁壁滑动接触，所述平台(1)和所述实验箱(4)之间设置有角度调节组件，所述平台(1)上设置有沉积模拟实验组件和构造运动模拟实验组件。
2.根据权利要求1所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述角度调节组件包括第二铰接座(7)、支撑斜板(8)、轴座(10)、丝杆(11)、矩形滑座(12)和电机(13)，所述第二铰接座(7)固定安装在所述实验箱(4)的底部并位于第一铰接座(5)的右侧，所述支撑斜板(8)的顶端与所述第二铰接座(7)转动连接，所述平台(1)的顶部开设有矩形滑槽(9)，所述轴座(10)固定安装在所述矩形滑槽(9)的右侧内壁上，所述丝杆(11)的右端与所述轴座(10)转动连接，所述矩形滑座(12)螺纹套设在所述丝杆(11)上，所述支撑斜板(8)的底端延伸至矩形滑槽(9)内并与所述矩形滑座(12)的顶部转动连接，所述电机(13)固定安装在所述矩形滑槽(9)内，所述丝杆(11)的左端与所述电机(13)的输出轴端固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述矩形滑槽(9)的底部内壁上开设有第一限位，所述矩形滑座(12)的底部固定安装有第一限位杆，所述第一限位杆滑动安装在所述第一限位槽内。
4.根据权利要求1所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述沉积模拟实验组件包括水箱(14)、水泵(15)、输水波纹管(16)、出水管(17)、排水管(18)、多个喷管(19)、回水波纹管(20)、滤网(21)、多个日光灯(22)和两个风扇(23)，所述水箱(14)固定安装在所述平台(1)的底部，所述水泵(15)固定安装在所述实验箱(4)的右侧外壁上，所述输水波纹管(16)的一端与所述水泵(15)的吸入端固定连接，所述输水波纹管(16)远离水泵(15)的一端延伸至所述水箱(14)内，所述出水管(17)的一端与所述水泵(15)的排出端固定连接，所述排水管(18)通过管卡安装固定在所述实验箱(4)的右侧内壁上，所述出水管(17)远离水泵(15)的一端延伸至实验箱(4)内并与所述排水管(18)固定连接，多个所述喷管(19)均固定安装在所述排水管(18)上并呈等间距排布，多个所述喷管(19)均为倾斜设置，所述回水波纹管(20)固定安装在所述实验箱(4)的左侧，所述回水波纹管(20)的一端延伸至实验箱(4)内，所述回水波纹管(20)远离实验箱(4)的一端延伸至所述水箱(14)内，所述滤网(21)固定安装在所述回水波纹管(20)位于实验箱(4)内的一端。
5.根据权利要求4所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述实验箱(4)的顶部固定安装有两个竖板(24)，两个所述竖板(24)的顶部固定安装有同一个横板(25)，多个所述日光灯(22)和两个所述风扇(23)均固定安装在所述横板(25)的底部，多个所述多个日光灯(22)呈等间距排布，两个所述风扇(23)均呈倾斜设置。
6.根据权利要求4所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述水箱(14)的顶部开设有加水孔，所述加水孔内螺纹安装有端盖，所述水箱(14)的左侧开设有放水孔，所述放水孔内螺纹安装有堵头。
7.根据权利要求1所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述构造运动模拟实验组件包括两个挤压板(27)、两个压力传感器(28)、两个电动推杆(29)、三个振动马达(30)和多个弹簧(31)，所述实验箱(4)的两侧内壁上均开设有收纳槽(26)，两个所述挤压板(27)均滑动安装在所述收纳槽(26)内，两个所述压力传感器(28)分别固定安装在两个所述挤压板(27)相互远离的一侧，两个所述电动推杆(29)分别固定安装在所述实验箱(4)的两侧外壁上，两个所述收纳槽(26)相互远离的一侧内壁上均开设有通孔，两个所述电动推杆(29)的输出轴端分别贯穿相对应的所述通孔，两个所述电动推杆(29)的输出轴端分别与相对应的所述压力传感器(28)固定连接，三个所述振动马达(30)均固定安装在所述承载板(6)的底部并呈等间距排布，多个所述弹簧(31)的底端均与所述实验箱(4)的底部内壁固定连接，多个所述弹簧(31)的顶端均与所述承载板(6)的底部固定连接，多个所述弹簧(31)呈等间距排布。
8.根据权利要求1所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述实验箱(4)的底部内壁上固定安装有两个固定柱(32)，两个所述固定柱(32)的顶端均开设有导向槽(33)，两个所述导向槽(33)内均滑动安装有导向柱(34)，两个所述导向柱(34)的顶端分别延伸至相对应的所述导向槽(33)内，两个所述导向柱(34)的顶端均与所述承载板(6)的底部固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种同沉积构造物理模拟实验设备，其特征在于：所述导向槽(33)的两侧内壁上均开设有第二限位槽，所述导向柱(34)的两侧均固定安装有第二限位杆，所述第二限位杆滑动安装在相对应的所述第二限位槽内。
10.一种权利要求1至9中任一项所述的同沉积构造物理模拟实验设备的实验方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
S1：将该实验设备整体放置在实验室内合适的位置，通过拧下端盖，向水箱(14)内注入适量的清水，再把端盖拧紧在加水孔内，然后把配比好的泥沙碎屑颗粒放入实验箱(4)内，利用承载板(6)对泥沙碎屑颗粒进行支撑，接通电源，对泥沙碎屑颗粒进行物理沉积模拟实验时，通过开启日光灯(22)，利用日光灯(22)发出的光线照射在泥沙碎屑颗粒的表面，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到日光照射的状况，并且通过开启不同的日光灯(22)，可模拟泥沙碎屑颗粒受到不同强度的日光照射的状况，通过开启任意一个风扇(23)，可进行模拟泥沙碎屑颗粒受到风吹的状况，并且通过开启不同的风扇(23)，可改变泥沙碎屑颗粒受到风吹的风向，通过启动水泵(15)运行，使得水箱(14)内的清水依次经过输水波纹管(16)、水泵(15)、出水管(17)、排水管(18)最后从多个喷管(19)排出，从多个喷管(19)排出的清水在泥沙碎屑颗粒的表面进行流动，可进行模拟河流冲刷泥沙碎屑颗粒表面的状况，实验箱(4)内的清水在滤网(21)的过滤后经过回水波纹管(20)回流至水箱(14)内，即可对水箱(14)内的清水进行循环使用，具有节约水资源的效果，进而通过对泥沙碎屑颗粒进行照晒、风水和冲刷三种方式，可模拟泥沙碎屑颗粒被侵蚀后再次沉积的过程，进而提高了实验结果的准确性；
S2：对泥沙碎屑颗粒进行构造运动模拟实验时，通过开启两个压力传感器(28)，再开启两个电动推杆(29)工作，两个电动推杆(29)推动相对应的挤压板(27)向相对应的收纳槽(26)外滑出，进而利用两个挤压板(27)对泥沙碎屑颗粒施加的挤压力，可进行模拟水平方向的构造运动实验，利用两个压力传感器(28)，可对泥沙碎屑颗粒受到的挤压力进行检测，使得压力值在控制器的显示屏上显示出，以便于研究人员观看，通过开启振动马达(30)运行，利用振动马达(30)运行时产生的震动力通过承载板(6)传递给泥沙碎屑颗粒，可进行模拟竖直方向的构造运动实验，并且根据实验情况开启一个振动马达(30)或者两个振动马达(30)或者三个振动马达(30)时，使得泥沙碎屑颗粒受到的竖直方向的震动力不同，即可对泥沙碎屑颗粒进行不同力度的竖直方向的构造运动模拟实验，进而通过对泥沙碎屑颗粒进行水平方向和竖直方向的构造运动模拟实验，能够有效的观察出泥沙碎屑颗粒所发生的盆内断层、盆缘断层以及褶曲变形等情况，进一步提高了实验效果；
S3：在实验期间，通过根据上述S1和S2的操作步骤同时进行，即可实现同时进行物理沉积模拟实验和构造运动模拟实验，能够尽可能的贴合实际环境要求，提高了实验结果的准确性；
S4：在实验期间，通过启动电机(13)正转，电机(13)带动丝杆(11)正向转动，使得矩形滑座(12)带动支撑斜板(8)水平向右移动，支撑斜板(8)逐渐向上倾斜，支撑斜板(8)推动实验箱(4)逐渐向上倾斜，即可把实验箱(4)调节至不同的倾斜角度对泥沙碎屑颗粒进行同沉积构造物理模拟实验，进一步提高了实验效果，通过启动电机(13)反转，电机(13)带动丝杆(11)反向转动，使得矩形滑座(12)带动支撑斜板(8)水平向左移动，支撑斜板(8)逐渐向下倾斜，支撑斜板(8)推动实验箱(4)逐渐向下倾斜，即可将实验箱(4)调回至水平位置。
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| CN202210895338.2A CN115290519A (zh) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | 一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法 |
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| CN202210895338.2A CN115290519A (zh) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | 一种同沉积构造物理模拟实验设备及方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN115290519A true CN115290519A (zh) | 2022-11-04 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116148145A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-23 | 中国地质大学（北京） | 一种地质特征研究用物理沉积模拟实验装置及实验方法 |
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2022
- 2022-07-26 CN CN202210895338.2A patent/CN115290519A/zh active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116148145A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-23 | 中国地质大学（北京） | 一种地质特征研究用物理沉积模拟实验装置及实验方法 |
| CN116148145B (zh) * | 2023-01-10 | 2024-04-02 | 中国地质大学（北京） | 一种地质特征研究用物理沉积模拟实验装置及实验方法 |
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