CN117538004A - 模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统及方法，所述系统包括模型箱、走滑模拟系统、脉冲错动系统及走滑支撑系统；模型箱由上盘箱体、断层带箱体和下盘箱体顺次拼接而成；脉冲错动系统分别设置于上盘箱体与下盘箱体下端，用于分别带动上盘箱体或下盘箱体产生变速或匀速的水平错动；走滑模拟系统分别连接于上盘箱体与下盘箱体上端，用于保持上盘箱体与下盘箱体沿脉冲错动系统运动方向水平错动；走滑支撑系统设置于断层带箱体下端，用于对断层带箱体进行支撑。所述方法应用于该系统。本发明能模拟活动断层或断层带走滑在变速脉冲型运动条件下的错动，实现了活动断层或断层带动力错断效应的振动台模型试验。

Description

模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统及方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体是一种模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统。

背景技术

当前我国正处于第五个地震活跃期，西部地区的活动断层分布广泛。大量的隧道工程兴修在活动断层区域附近。震害调查表明，活动断层的存在是地震发生的本质原因，地震后出现的原生灾害会导致断层区域的工程倒塌损毁和大量的人员伤亡。因此，开展与推进活动断层和地震作用对跨断层隧道工程的危害性研究具有十分重要的意义。目前，振动台物理模型试验是研究隧道在地震动力作用和断层错动作用下的震害机制和破坏机理的最有效手段之一，因此在岩土工程技术领域中得到了广泛的应用。

在地震模拟振动台模型实验中，模型箱的类型包括以下三种：1.刚性模型箱：主要由刚度大，抗变形能力强的材料制作而成，其优点是箱体自身刚度大，在强振动作用下能够承受较大的惯性力；根据实验需求，刚性模型箱可制作出多种结构形式，有利于实验中实现不同断层形式的模拟，因此刚性模型箱在跨断层隧道振动台模型实验中的应用十分广泛。2.柔性模型箱：由柔性材料制作而成的模型箱，其优点是箱体自身具有较好的柔性变形能力，在围岩模型由松散堆积材料制作的振动台模型实验中应用广泛，但对于有断层的模型，柔性模型箱在模拟断层处不同地层边界时存在困难。3.层流剪切模型箱：使用多层构造相同的矩形水平框架装配而成的模型箱，各层框架在振动作用下能够自由滑动，因此具有能够模拟模型土在地震剪切作用下的层间剪切变形的优点，但由于层流剪切模型箱的每层框架均为一个整体，模型箱的结构形式单一，因此难以用于模拟活动断层的错动作用。

隧道工程穿越活动断层时，相当于遭遇到震源断层运动产生的位错破坏和震源区域强烈地震动的耦合效应，断层运动具有脉冲型动力错断效应，而对于跨断层隧道的地震模拟模型箱，以往的试验装置往往只能实现断层缓慢或固定速度的走滑错动，并未考虑实现跨活动断层或断层带隧道结构在变速脉冲条件下的动力错动效应，无法还原活动断层走滑错动的真实情况。随着跨断层隧道震害机理及抗减震措施研究重要性的增加，真实还原隧道破坏的作用环境对于研究的深入开展具有重要意义，但考虑活动断层或断层带在脉冲型动力错断作用及地震动作用下水平错动的地震模拟模型箱的开发至今仍处于空白。

鉴于此，有必要研发一种能实现活动断层的脉冲型动力错动效应与地震作用耦合的振动台模型试验系统，为跨断层隧道动力响应破坏机理及抗减震措施的研究提供实验基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统，该试验系统能模拟活动断层或断层带走滑在变速脉冲型运动条件下的错动，实现了活动断层或断层带动力错断效应的振动台模型试验，并可还原跨活动断层隧道工程情况，提高振动台模拟跨活动断层隧道结构动力结构响应的准确性和真实性。同时本发明还提供了一种模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验方法。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统，包括模型箱、走滑模拟系统、脉冲错动系统及走滑支撑系统；所述模型箱由上盘箱体、断层带箱体和下盘箱体顺次拼接而成；所述脉冲错动系统分别设置于上盘箱体与下盘箱体下端，用于分别带动上盘箱体或下盘箱体产生变速或匀速的水平错动；所述走滑模拟系统分别连接于上盘箱体与下盘箱体上端，用于保持上盘箱体与下盘箱体沿脉冲错动系统运动方向水平错动；所述走滑支撑系统设置于断层带箱体下端，用于对断层带箱体进行支撑。

基于以上技术方案，所述脉冲错动系统包括齿条板及与齿条板传动连接的驱动轮系统，所述齿条板固定连接于上盘箱体或下盘箱体下端；所述驱动轮系统包括驱动源、连接于驱动源驱动端的驱动轴、连接于驱动轴上的第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述齿条板啮合传动。

基于以上技术方案，所述驱动轴上还设置有支撑件，所述驱动轴贯穿支撑件设置，且支撑件位于驱动轴贯穿位置设置有轴承。

基于以上技术方案，所述驱动轮系统并排设置有两组，两组所述驱动轮系统的第一驱动齿轮均与所述齿条板啮合传动。

基于以上技术方案，所述驱动轮系统还包括设置于驱动轴上的第二驱动齿轮，第二驱动齿轮与第一驱动齿轮并排间隔设置，且所述第二驱动齿轮同样啮合传动有齿条板。

基于以上技术方案，所述驱动源为正反转伺服电机；所述脉冲错动系统还包括与所述正反转伺服电机信号连接的伺服控制系统。

基于以上技术方案，所述走滑模拟系统包括两个垂直支撑杆及连接于两个垂直支撑杆顶部之间的水平支撑杆，水平支撑杆上固定连接有水平走滑组件，水平走滑组件与上盘箱体或下盘箱体上端固定连接。

基于以上技术方案，所述水平走滑组件包括与水平支撑杆连接的滑槽板，滑槽板下端设置有滑槽，滑槽内滑动连接有与上盘箱体或下盘箱体上端固定连接的滑动板，所述滑槽板的滑槽顶部还设置有辅助滑动板滑动的滚珠。

基于以上技术方案，所述走滑支撑系统为连接于断层带箱体下端的多个空心支撑柱，多个所述空心支撑柱均匀分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1. 本发明能够模拟活动断层的脉冲型动力错断效应，能够更为真实的还原活动断层或断层带与强烈地震的耦合作用，解决了常规振动台模型箱只能模拟非活动断层的静力蠕滑错断作用、无法模拟活动断层的动力错断效应的问题。

2. 本发明由伺服控制系统控制，通过控制脉冲信号的数量和频率控制驱动源转速，既可以实现活动断层的加-减变速条件下的动力错断效应（脉冲型错断），也可以模拟非活动断层在不同速度下的静力匀速错动效应。

3. 本发明模型箱通过多组构造装配而成，能够改变断层带的厚度以及断层倾角，进而适用于多种试验环境使用需求。

本发明还基于以上模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统，公开了一种模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验方法，该方法包括以下步骤：

S1基于模拟试验需求，确定断层倾角，当确定上盘滑动或下盘滑动后，在断层带箱体下端安装走滑支撑系统；

S2 根据需要模拟的地质条件，确定围岩材料、断层材料及隧道模型材料的组成与配比，并搭建隧道模型；

S3 在模型箱内根据断层倾角安装断层并同步填充围岩材料，在设计高度埋设隧道模型，在填充材料和埋设隧道模型时同步安装传感器用于采集围岩和/或隧道模型在地震作用下的动力响应数据；

S4 开启地震模拟振动台进行地震模拟，使得隧道模型受到地震作用；

S5 伺服控制系统发出脉冲信号控制驱动源开启，带动第一驱动齿轮做变速或匀速转动，并通过齿条板带动上盘箱体和/或下盘箱体产生变速脉冲型水平错动或静力匀速水平错动；

S6 通过传感器和拍摄系统采集试验数据，完成数据采集后关闭地震模拟振动台，完成模拟试验。

本模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验方法基于上述的试验系统进行，能够为振动台试验提供一种模拟活动断层或断层带走滑在变速脉冲型运动条件下的错动、实现活动断层或断层带动力错断效应的振动台模型试验，能更好模拟活动断层带的脉冲型动力错断或非活动断层静力匀速错断条件下走滑断层对隧道衬砌动力响应的影响规律，还原跨活动断层隧道工程情况，提高振动台模拟跨活动断层隧道结构动力结构响应的准确性和真实性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是实施例试验系统的结构示意图；

图2是实施例试验系统的正视图；

图3是实施例试验系统的俯视图；

图4是实施例脉冲错动系统的结构示意图；

图5是实施例支撑件的结构示意图；

图6是实施例走滑模拟系统的结构示意图；

图7是实施例水平走滑组件的结构示意图；

图8是走滑支撑系统的结构示意图；

图中标号分别表示为：

1、模型箱；2、走滑模拟系统；3、脉冲错动系统；4、走滑支撑系统；5、上盘箱体；6、断层带箱体；7、下盘箱体；8、齿条板；9、驱动源；10、驱动轴；11、第一驱动齿轮；12、支撑件；13、第二驱动齿轮；14、垂直支撑杆；15、水平支撑杆；16、滑槽板；17、滑槽；18、滑动板；19、滚珠。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如图1、图2及图3所示，本发明第一个实施例提供了一种模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统，其包括模型箱1、走滑模拟系统2、脉冲错动系统3及走滑支撑系统4；所述模型箱1由上盘箱体5、断层带箱体6和下盘箱体7顺次拼接而成；所述脉冲错动系统3分别设置于上盘箱体5与下盘箱体7下端，用于分别带动上盘箱体5或下盘箱体7产生变速或匀速的水平错动；所述走滑模拟系统2分别连接于上盘箱体5与下盘箱体7上端，用于保持上盘箱体5与下盘箱体7沿脉冲错动系统3运动方向水平错动；所述走滑支撑系统4设置于断层带箱体6下端，用于对断层带箱体6进行支撑。

在实施时，模型箱1、走滑模拟系统2、脉冲错动系统3及走滑支撑系统4整体安装于地震模拟振动台的台面上，利用地震模拟振动台模拟地震作用，其中，上盘箱体5、断层带箱体6和下盘箱体7顺次拼接形成上部开口的方形箱体，也即模型箱1，完成安装后，即可在断模型箱1内按照模拟试验要求填充围岩材料、安装断层及隧道模型，当地震模拟振动台模拟地震作用时，脉冲错动系统3开启产生变速，进而带动上盘箱体5或下盘箱体7产生变速的水平错动，实现活动断层的加-减变速条件下的动力错断效应（脉冲型错断），脉冲错动系统3也可以产生匀速运动，带动上盘箱体5或下盘箱体7产生匀速的水平错动，进而模拟非活动断层在不同速度下的静力匀速错动效应，进而更为真实的还原活动断层或断层带与强烈地震的耦合作用，解决了常规振动台模型箱只能模拟非活动断层的静力蠕滑错断作用、无法模拟活动断层的动力错断效应的问题。

需要说明的是，所述断层带箱体6可以根据试验需要选择不同长度的尺寸，进而可以改变断层带的厚度，同时还可以选择不同拼接角度的断层带箱体6，即断层带箱体6两侧与上盘箱体5、下盘箱体7的拼接面为不同角度的倾斜面，进而可以改变断层角度，实现不用断层带厚度、不同断层角度的适应性调整，使用更为方便。在具体实施时，可模拟的断层带厚度根据可振动台台面的尺寸大小而定，例如台面尺寸为4×6m的振动台，可模拟的断层带最大厚度为3m，可模拟的断层角度为45°、60°、90°。

如图4、图5所示，所述脉冲错动系统3包括齿条板8及与齿条板8传动连接的驱动轮系统，所述齿条板8固定连接于上盘箱体5或下盘箱体7下端；所述驱动轮系统包括驱动源9、连接于驱动源9驱动端的驱动轴10、连接于驱动轴10上的第一驱动齿轮11，所述第一驱动齿轮11与所述齿条板8啮合传动。

在实施时，驱动源9驱动驱动轴10转动，驱动轴10同步带动第一驱动齿轮11转动，第一驱动齿轮11则带动齿条板8水平移动，进而带动上盘箱体5或下盘箱体7平移运动，且通过驱动源9产生变速或匀速动作，即可实现上盘箱体5或下盘箱体7变速或匀速的水平错动，进而模拟活动断层的加-减变速条件下的动力错断效应（脉冲型错断），也可以模拟非活动断层在不同速度下的静力匀速错动效应。

在具体实施时，所述驱动轴10上还设置有支撑件12，所述驱动轴10贯穿支撑件12设置，且支撑件12位于驱动轴10贯穿位置设置有轴承。为了保证在地震作用下驱动轮系统的稳定性，使其能稳定保持与齿条板8的啮合传动关系，本实施例通过设置支撑件12可以稳固支撑驱动轴10，进而确保其上第一驱动齿轮11对齿条板8的啮合关系和支持作用，同时通过轴承的设置也可以保证驱动轴10的正常转动，并减少转动摩擦力。

作为进一步的实施方式，所述支撑件12可间隔设置多个。

在具体实施时，所述驱动轮系统并排设置有两组，两组所述驱动轮系统的第一驱动齿轮11均与所述齿条板8啮合传动。为了保证上盘箱体5或下盘箱体7能保证与齿条板8啮合传动，本实施例通过设置两组共计两个第一驱动齿轮11与一个齿条板8配对的方式，使得齿条板8下方能均匀受到第一驱动齿轮11的支撑力并同时啮合后进行约束，使得第一驱动齿轮11均与所述齿条板8能保持啮合效果，同时进行均匀支撑。

在具体实施时，所述驱动轮系统还包括设置于驱动轴10上的第二驱动齿轮13，第二驱动齿轮13与第一驱动齿轮11并排间隔设置，且所述第二驱动齿轮13同样啮合传动有齿条板8。本实施例中，为了进一步的增加上盘箱体5或下盘箱体7的运动响应速度，以及减少二者对驱动轴10、第一驱动齿轮11的压力、以及减少驱动源9的动力需求，进而本实施例通过在同一驱动轴10上设置第二驱动齿轮13和第一驱动齿轮11，且每个驱动齿轮上都啮合一个齿条板8，进而使得两个齿轮可以均匀受力，并利用两个齿条板8可以均匀的支撑在上盘箱体5或下盘箱体7下端，进而也能确保上盘箱体5或下盘箱体7能够保证整体的稳定性。

作为进一步的实施方式，所述驱动轮系统并排设置有两组，每组的驱动轴10上均设置有第一驱动齿轮11、第二驱动齿轮13，两组均共用两个齿条板8，进而可以实现均匀的支撑和传力效果，并能保证上盘箱体5或下盘箱体7在运动过程中能够受到更多的支撑力而不至于卡位或过度运动等错误。

在具体实施时，所述驱动源9为正反转伺服电机；所述脉冲错动系统3还包括与所述正反转伺服电机信号连接的伺服控制系统。实施时，驱动源9可由伺服控制系统控制，通过控制脉冲信号的数量和频率控制电机转速，既可以实现活动断层的加-减变速条件下的动力错断效应（脉冲型错断），也可以模拟非活动断层在不同速度下的静力匀速错动效应。

在具体实施时，所述脉冲错动系统3还包括支撑板，所述驱动源9、支撑件12均安装于支撑板上。具体的，所述支撑板上设置有通孔或螺纹孔，以便于与地震模拟振动台的台面连接。

如图6、图7所示，所述走滑模拟系统2包括两个垂直支撑杆14及连接于两个垂直支撑杆14顶部之间的水平支撑杆15，水平支撑杆15上固定连接有水平走滑组件，水平走滑组件与上盘箱体5或下盘箱体7上端固定连接。

在具体实施时，垂直支撑杆14可连接于地震模拟振动台的台面上进行稳固安装，水平走滑组件可将上盘箱体5或下盘箱体7限制在其运动方向移动，进而确保动力错断效应或静力匀速错动效应模拟的准确性。

作为进一步的实施方式，所述水平走滑组件包括与水平支撑杆15连接的滑槽板16，滑槽板16下端设置有滑槽17，滑槽17内滑动连接有与上盘箱体5或下盘箱体7上端固定连接的滑动板18，所述滑槽板16的滑槽17顶部还设置有辅助滑动板18滑动的滚珠19。在进行动力错断效应或静力匀速错动效应模拟时，上盘箱体5或下盘箱体7可在滑动板18限制下沿滑槽17滑动，进而限制上盘箱体5或下盘箱体7的运动方向为水平运动，而不会产生斜向或竖直方向位移，确保上盘箱体5或下盘箱体7能沿预定的轨迹稳定的运动，且滚珠19可减少滑动板18相对摩擦力，确保滑动板18的滑动效果，且通过改变滑槽17与滚珠19之间的摩擦系数，既可以辅助上盘箱体5或下盘箱体7沿预定轨迹滑动，也可以支撑整体结构的稳定性。

需要说明的是，当上盘箱体5或下盘箱体7长度较长时，每个上盘箱体5或下盘箱体7均可设置多组走滑模拟系统2，用于保持上盘箱体5或下盘箱体7的平稳以及确保模拟效果。

如图8所示，所述走滑支撑系统4为连接于断层带箱体6下端的多个空心支撑柱，多个所述空心支撑柱均匀分布。空心支撑柱端可设置带通孔或螺纹孔的底板，便于与地震模拟振动台的台面进行配对安装。

以上即为本实施例中模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统的详细描述，为了进一步的完善和实施该试验系统，本发明第二个实施例还基于以上模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统，公开了一种模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验方法，该方法包括以下步骤：

S1基于模拟试验需求，确定断层倾角，当确定上盘滑动或下盘滑动后，在断层带箱体6下端安装走滑支撑系统4。

本步骤中，可根据模拟试验需要，选择需要的断面角度，从而通过断层的倾角变化，可研究断层倾角变化对隧道结构动力响应的影响，也可研究断层滑动对隧道结构动力响应的影响，为隧道工程设计提供设计依据。

S2 根据需要模拟的地质条件，确定围岩材料、断层材料及隧道模型材料的组成与配比，并搭建隧道模型。

本步骤中，围岩材料可根据实际地质条件选择对应材料，而断层材料则可以根据需要选择，例如选用砾石来模拟，而隧道模型可根据真实隧道设计图纸按某一缩尺比例制作，常用材料可由微粒混凝土或石膏、重晶石、石英砂等材料组成，其中石膏、重晶石、石英砂等材料经过正交试验得到其最佳配合比，且物理力学性能参数须严格满足相似关系，当确定围岩材料，断层材料，隧道模型材料的组成与配合比后，使围岩、断层、隧道模型的物理力学性能参数满足相似比，即可开始试验。由于本步骤中确定围岩材料、断层材料及隧道模型材料，并搭建隧道模型的具体过程现有技术中已经较为成熟，因此本步骤中不再进一步累述，本领域技术人员可以参照现有技术和地质条件需要进行实施。

S3 在模型箱1内根据断层倾角安装断层并同步填充围岩材料，在设计高度埋设隧道模型，在填充材料和埋设隧道模型时同步安装传感器用于采集围岩和/或隧道模型在地震作用下的动力响应数据；

本步骤中，传感器可以是加速度计、土压力盒、应变片、位移计等传感器，用于采集试验过程中围岩、断层或隧道模型的加速度、应力、应变、位移等数据，由于本步骤中传感器的安装和对应的数据采集在现有技术中已经较为成熟，因此本步骤中不再进一步累述，本领域技术人员可以参照现有技术和所需数据需要进行实施。

S4 开启地震模拟振动台进行地震模拟，使得隧道模型受到地震作用。

S5 伺服控制系统发出脉冲信号控制驱动源9开启，带动第一驱动齿轮11做变速或匀速转动，并通过齿条板8带动上盘箱体和/或下盘箱体7产生变速脉冲型水平错动或静力匀速水平错动。

本步骤中，通过伺服控制系统调整脉冲信号的数量和频率，控制第一驱动齿轮11在时间上产生先加速后减速的变速转动，使得走滑模拟系统2在围岩运动方向产生脉冲型运动；同理，通过伺服控制系统调整脉冲信号的数量和频率，控制第一驱动齿轮11在时间上产生匀速转动，即可使得走滑模拟系统2在围岩运动方向产生静力匀速水平错动；

S6 通过传感器和拍摄系统采集试验数据，完成数据采集后关闭地震模拟振动台，完成模拟试验。

本实施例的模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验方法基于上述的试验系统进行，能更好模拟活动断层带的脉冲型动力错断或非活动断层静力匀速错断条件下走滑断层对隧道衬砌动力响应的影响规律，还原跨活动断层隧道工程情况，提高振动台模拟跨活动断层隧道结构动力结构响应的准确性和真实性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验系统，其特征在于，包括模型箱、走滑模拟系统、脉冲错动系统及走滑支撑系统；

所述模型箱由上盘箱体、断层带箱体和下盘箱体顺次拼接而成；

所述脉冲错动系统分别设置于上盘箱体与下盘箱体下端，用于分别带动上盘箱体或下盘箱体产生变速或匀速的水平错动；

所述走滑模拟系统分别连接于上盘箱体与下盘箱体上端，用于保持上盘箱体与下盘箱体沿脉冲错动系统运动方向水平错动；

所述走滑支撑系统设置于断层带箱体下端，用于对断层带箱体进行支撑。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述脉冲错动系统包括齿条板及与齿条板传动连接的驱动轮系统，所述齿条板固定连接于上盘箱体或下盘箱体下端；

所述驱动轮系统包括驱动源、连接于驱动源驱动端的驱动轴、连接于驱动轴上的第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述齿条板啮合传动。

3.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于，所述驱动轴上还设置有支撑件，所述驱动轴贯穿支撑件设置，且支撑件位于驱动轴贯穿位置设置有轴承。

4.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于，所述驱动轮系统并排设置有两组，两组所述驱动轮系统的第一驱动齿轮均与所述齿条板啮合传动。

5.根据权利要求2或4所述的试验系统，其特征在于，所述驱动轮系统还包括设置于驱动轴上的第二驱动齿轮，第二驱动齿轮与第一驱动齿轮并排间隔设置，且所述第二驱动齿轮同样啮合传动有齿条板。

6.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于，所述驱动源为正反转伺服电机；

所述脉冲错动系统还包括与所述正反转伺服电机信号连接的伺服控制系统。

7.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述走滑模拟系统包括两个垂直支撑杆及连接于两个垂直支撑杆顶部之间的水平支撑杆，水平支撑杆上固定连接有水平走滑组件，水平走滑组件与上盘箱体或下盘箱体上端固定连接。

8.根据权利要求7所述的试验系统，其特征在于，所述水平走滑组件包括与水平支撑杆连接的滑槽板，滑槽板下端设置有滑槽，滑槽内滑动连接有与上盘箱体或下盘箱体上端固定连接的滑动板，所述滑槽板的滑槽顶部还设置有辅助滑动板滑动的滚珠。

9.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述走滑支撑系统为连接于断层带箱体下端的多个空心支撑柱，多个所述空心支撑柱均匀分布。

10.模拟活动断层或断层带动力错断效应的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1基于模拟试验需求，确定断层倾角，当确定上盘滑动或下盘滑动后，在断层带箱体下端安装走滑支撑系统；

S2 根据需要模拟的地质条件，确定围岩材料、断层材料及隧道模型材料的组成与配比，并搭建隧道模型；

S3 在模型箱内根据断层倾角安装断层并同步填充围岩材料，在设计高度埋设隧道模型，在填充材料和埋设隧道模型时同步安装传感器用于采集围岩和/或隧道模型在地震作用下的动力响应数据；

S4 开启地震模拟振动台进行地震模拟，使得隧道模型受到地震作用；

S5 伺服控制系统发出脉冲信号控制驱动源开启，带动第一驱动齿轮做变速或匀速转动，并通过齿条板带动上盘箱体和/或下盘箱体产生变速脉冲型水平错动或静力匀速水平错动；

S6 通过传感器和拍摄系统采集试验数据，完成数据采集后关闭地震模拟振动台，完成模拟试验。