CN205719587U - 板块构造物理模拟实验装置 - Google Patents
板块构造物理模拟实验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205719587U CN205719587U CN201620287921.5U CN201620287921U CN205719587U CN 205719587 U CN205719587 U CN 205719587U CN 201620287921 U CN201620287921 U CN 201620287921U CN 205719587 U CN205719587 U CN 205719587U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- belt
- friction belt
- tectonice
- physical simulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 244000035744 Hura crepitans Species 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
Abstract
本实用新型提供了一种板块构造物理模拟实验装置,装置包括实验砂箱、可双向运动的摩擦皮带、驱动皮带的驱动装置、以及顶部倾角可调的底座。本实用新型根据板块运动方式,选择同向或反向电机和减速器驱动底摩擦皮带,调整俯冲或碰撞板块倾角和俯冲板块插入厚度,将实验材料铺设在一定边界条件的底摩擦皮带上,计算机驱动底摩擦皮带按照指定速率和方向运动,使得材料模型发生离散、俯冲或碰撞等板块构造运动。
Description
技术领域
本实用新型涉及地质构造模拟实验装置领域,具体是一种板块构造物理模拟实验装置。
背景技术
板块构造学说认为岩石圈是由多个刚性板块构成,岩石圈板块之下为软流圈,地幔对流使得软流圈成为运送大陆或大洋板块的传送带,板块做大规模水平运动造成板块的生长和消亡,板块在洋中脊分离、扩大,在俯冲带俯冲、消失,形成了丰富多彩的地质构造和地貌形态。板块构造理论对各种地质现象做出了较合理的回答,通过几十年的迅速发展,成为统领地质学各学科的基本理论。随着板块理论的发展与完善,人们认识到该理论存在的不足就是难以验证。
构造物理模拟是研究板块构造变形过程的实验手段之一,根据模拟实验相似性原理,可以在实验室内利用较短的时间和较小的模型,模拟大尺度、长时间的板块构造运动,已经取得了很好的效果和较多的科研成果,为板块构造理论的发展做出了突出贡献。目前国内外大多实验室仅能模拟单一的离散、俯冲或碰撞等构造事件(中国地质科学院地质研究所模拟实验室、南京大学模拟实验室、中国石油大学模拟实验室;德国波茨坦大学模拟实验室;日本京都大学模拟实验室、中石化勘探研究院模拟实验室等)。如何根据研究人员的需求,设计出一种多功能板块构造模拟实验装置,对于深入研究板块运动的机制和板块构造理论的完善具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术的问题,提供了一种板块构造物理模拟实验装置,装置结构简洁,通过改变主要实验参数,可以研究不同类型的板块构造变形过程。
本实用新型提供的块构造物理模拟实验装置包括顶部倾角可调的底座,底座顶部设有摩擦皮带和罩住摩擦皮带的实验砂箱,其中,所述的摩擦皮带连接有驱动装置,摩擦皮带在驱动装置控制下可在实验砂箱内进行双向运动;所述的实验砂箱为由活动板和透明的侧板组成的中空箱体,活动板连接在固定墙体上可沿固定墙体上下滑动,活动板底部与摩擦皮带之间的空隙处设置有材料挡板。
其中,摩擦皮带受到两个独立的驱动装置控制,两个驱动装置之间设置有T形挡砂板。
进一步改进,所述的驱动装置包括由定滑轮、带减速器的电机、环形皮带组成的传送带。
进一步改进,所述的底座包括通过可升降支柱连接的上底板、中底板和下底板,其中带减速器的电机固定在中底板上,定滑轮固定在上底板上,环形皮带绕过带减速器的电机和定滑轮形成传送带。
进一步改进,所述的侧板为钢化玻璃边墙。
利用板块构造物理模拟实验装置进行板块单侧俯冲构造模拟的方法,包括以下步骤:
1)根据实验模型底部摩擦系数大小,选择相应摩擦力的摩擦皮带安装在驱动装置的环形皮带上,将实验材料铺设在摩擦皮带上,卸掉材料挡板,利用带减速器的电机驱动环形皮带(通过计算机驱动摩擦皮带按照指定速率和方向运动),从而带动摩擦皮带和实验材料运动,向左或右遇到活动板阻挡,同时通过活动板与摩擦皮带之间的间隙向实验砂箱中插入与间隙大小相同的俯冲板块,此时通过透明的侧板观察实验材料构造的变形;
2)调节砂箱底部的倾角(通过调节底座可升降支柱的高低,使得底座顶部的倾角发生改变,从而使得砂箱底部的倾角随之改变)和活动板与摩擦皮带之间的间距(即选择不同厚度的俯冲模块),重复步骤1),进行板块单侧俯冲构造模拟。
利用板块构造物理模拟实验装置进行板块碰撞构造模拟的方法,包括以下步骤:
1)根据实验模型底部摩擦系数大小,选择两块相应摩擦力的摩擦皮带分别安装在两个驱动装置的环形皮带上,两个摩擦皮带之间装上T形挡砂板,根据实验要求将实验材料分别铺设在两块摩擦皮带上,两个驱动装置异向驱动摩擦皮带,使实验材料向实验砂箱中间运动,两个底摩擦皮带上的实验材料在模型的中间部位相遇,发生碰撞产生构造变形,此时通过透明的侧板观察实验材料构造的变形;
2)调节砂箱底部的倾角(通过调节底座可升降支柱的高低,使得底座顶部的倾角发生改变,从而使得砂箱底部的倾角随之改变)和活动板与摩擦皮带之间的间距(即选择不同厚度的俯冲模块),重复步骤1),进行板块碰撞构造模拟。
利用板块构造物理模拟实验装置进行板块离散及两侧俯冲构造(板块向海沟下方俯冲构造)模拟的方法,包括以下步骤:
1)根据实验模型底部摩擦系数大小,选择两块相应摩擦力的摩擦皮带分别安装在两个驱动装置的环形皮带上,两个摩擦皮带之间装上T形挡砂板,根据实验要求将实验材料分别铺设在两块摩擦皮带上,卸掉材料挡板,两个驱动装置异向驱动摩擦皮带,使两个底摩擦皮带上的实验材料分别向实验砂箱两侧运动,向左和右分别遇到活动板阻挡,同时通过实验砂箱两侧活动板与摩擦皮带之间的间隙向实验砂箱左或右底部插入与间隙宽度相同的俯冲板块,两个底摩擦皮带上的实验材料分别与砂箱左和右侧固定墙发生碰撞,产生板块俯冲变形构造,此时通过透明的侧板观察实验材料构造的变形;
2)调节砂箱底部的倾角(通过调节底座可升降支柱的高低,使得底座顶部的倾角发生改变,从而使得砂箱底部的倾角随之改变)和活动板与摩擦皮带之间的间距(即选择不同厚度的俯冲模块),重复步骤1),进行板块离散及两侧俯冲构造(板块向海沟下方俯冲构造)模拟。
本实用新型有益效果在于:
根据板块构造模型的实验要求,可模拟两个的板块之间的相互作用,也可在同一个模型中实现两个以上板块之间相互运动,从而比较真实地再现岩石圈尺度板块构造的复杂运动方式,满足实验者需求。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型增加T形挡砂板结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种利用板块构造物理模拟实验装置,其结构如图1所示,包括顶部倾角可调的底座,底座上方设有摩擦皮带5和罩住摩擦皮带5的实验砂箱,其中,所述的摩擦皮带5连接有驱动装置,摩擦皮带5在驱动装置控制下可在实验砂箱内进行双向运动;所述的实验砂箱为由活动板2和透明的侧板1组成的中空箱体,活动板2连接在固定墙体3上可沿固定墙体3上下滑动,活动板2底部与摩擦皮带5之间的空隙处设置有材料挡板4。
所述的摩擦皮带5受到两个独立的驱动装置控制,两个驱动装置之间设置有T形挡砂板13(如图2所示)。
所述的驱动装置包括由定滑轮6、带减速器的电机7、环形皮带8组成的传送带。
所述的底座包括通过可升降支柱10连接的上底板9、中底板11和下底板12,其中带减速器的电机7固定在中底板11上,定滑轮6固定在上底板9上,环形皮带8绕过带减速器的电机7和定滑轮6形成传送带。
所述的侧板1为钢化玻璃边墙。
利用板块构造物理模拟实验装置进行板块单侧俯冲构造模拟的方法,包括以下步骤:
1)根据实验模型底部摩擦系数大小,选择相应摩擦力的摩擦皮带5安装在驱动装置的环形皮带8上,将实验材料铺设在摩擦皮带5上,卸掉材料挡板4,利用带减速器的电机7驱动环形皮带8(通过计算机驱动摩擦皮带按照指定速率和方向运动),从而带动摩擦皮带5和实验材料运动,向左或右遇到活动板2阻挡,同时通过活动板2与摩擦皮带5之间的间隙向实验砂箱中插入与间隙大小相同的俯冲板块,此时通过透明的侧板观察实验材料构造的变形;
2)调节砂箱底部的倾角(通过调节底座可升降支柱10的高低,使得底座顶部的倾角发生改变,从而使得砂箱底部的倾角随之改变)和活动板2与摩擦皮带5之间的间距(即选择不同厚度的俯冲模块),重复步骤1),进行板块单侧俯冲构造模拟。
利用板块构造物理模拟实验装置进行板块碰撞构造模拟的方法,包括以下步骤:
1)根据实验模型底部摩擦系数大小,选择两块相应摩擦力的摩擦皮带5分别安装在两个驱动装置的环形皮带8上,两个摩擦皮带5之间装上T形挡砂板13,根据实验要求将实验材料分别铺设在两块摩擦皮带5上,两个驱动装置异向驱动摩擦皮带5,使实验材料向实验砂箱中间运动,两个底摩擦皮带5上的实验材料在模型的中间部位相遇,发生碰撞产生构造变形,此时通过透明的侧板观察实验材料构造的变形;
2)调节砂箱底部的倾角(通过调节底座可升降支柱10的高低,使得底座顶部的倾角发生改变,从而使得砂箱底部的倾角随之改变)和活动板2与摩擦皮带5之间的间距(即选择不同厚度的俯冲模块),重复步骤1),进行板块碰撞构造模拟。
利用板块构造物理模拟实验装置进行板块离散及两侧俯冲构造(板块向海沟下方俯冲构造)模拟的方法,包括以下步骤:
1)根据实验模型底部摩擦系数大小,选择两块相应摩擦力的摩擦皮带5分别安装在两个驱动装置的环形皮带8上,两个摩擦皮带5之间装上T形挡砂板13,根据实验要求将实验材料分别铺设在两块摩擦皮带5上,卸掉材料挡板4,两个驱动装置异向驱动摩擦皮带5,使两个底摩擦皮带上的实验材料分别向实验砂箱两侧运动,向左和右分别遇到活动板2阻挡,同时通过实验砂箱两侧活动板2与摩擦皮带5之间的间隙向实验砂箱左或右底部插入与间隙宽度相同的俯冲板块,两个底摩擦皮带上的实验材料分别与砂箱左和右侧固定墙发生碰撞,产生板块俯冲变形构造,此时通过透明的侧板观察实验材料构造的变形;
2)调节砂箱底部的倾角(通过调节底座可升降支柱10的高低,使得底座顶部的倾角发生改变,从而使得砂箱底部的倾角随之改变)和活动板2与摩擦皮带5之间的间距(即选择不同厚度的俯冲模块),重复步骤1),进行板块离散及两侧俯冲构造(板块向海沟下方俯冲构造)模拟。
本实用新型具体应用途径很多,以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种板块构造物理模拟实验装置,其特征在于:包括顶部倾角可调的底座,底座顶部设有摩擦皮带(5)和罩住摩擦皮带(5)的实验砂箱,其中,所述的摩擦皮带(5)连接有驱动装置,摩擦皮带(5)在驱动装置控制下可在实验砂箱内进行双向运动;所述的实验砂箱为由活动板(2)和透明的侧板(1)组成的中空箱体,活动板(2)连接在固定墙体(3)上可沿固定墙体(3)上下滑动,活动板(2)底部与摩擦皮带(5)之间的空隙处设置有材料挡板(4)。
2.根据权利要求1所述的板块构造物理模拟实验装置,其特征在于:所述的摩擦皮带(5)受到两个独立的驱动装置控制,两个驱动装置之间设置有T形挡砂板(13)。
3.根据权利要求1或2所述的板块构造物理模拟实验装置,其特征在于:所述的驱动装置包括由定滑轮(6)、带减速器的电机(7)、环形皮带(8)组成的传送带。
4.根据权利要求1或2所述的板块构造物理模拟实验装置,其特征在于:所述的底座包括通过可升降支柱(10)连接的上底板(9)和下底板(12)。
5.根据权利要求3所述的板块构造物理模拟实验装置,其特征在于:所述的底座包括通过可升降支柱(10)连接的上底板(9)、中底板(11)和下底板(12),其中带减速器的电机(7)固定在中底板(11)上,定滑轮(6)固定在上底板(9)上,环形皮带(8)绕过带减速器的电机(7)和定滑轮(6)形成传送带。
6.根据权利要求1或2所述的板块构造物理模拟实验装置,其特征在于:所述的侧板(1)为钢化玻璃边墙。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201620287921.5U CN205719587U (zh) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | 板块构造物理模拟实验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201620287921.5U CN205719587U (zh) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | 板块构造物理模拟实验装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN205719587U true CN205719587U (zh) | 2016-11-23 |
Family
ID=57310746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201620287921.5U Active CN205719587U (zh) | 2016-04-08 | 2016-04-08 | 板块构造物理模拟实验装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN205719587U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105823645A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-03 | 南京大学 | 板块构造物理模拟实验装置及其实验方法 |
CN108562953A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-21 | 中国石油大学(北京) | 一种板块俯冲后撤的物理模拟分析方法及装置 |
-
2016
- 2016-04-08 CN CN201620287921.5U patent/CN205719587U/zh active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105823645A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-03 | 南京大学 | 板块构造物理模拟实验装置及其实验方法 |
CN108562953A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-21 | 中国石油大学(北京) | 一种板块俯冲后撤的物理模拟分析方法及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203502301U (zh) | 一种用于巷道围岩变形的相似模拟材料实验设备 | |
Jia et al. | The structure of Circum-Tibetan Plateau Basin-Range System and the large gas provinces | |
CN105823645A (zh) | 板块构造物理模拟实验装置及其实验方法 | |
CN205719587U (zh) | 板块构造物理模拟实验装置 | |
CN103868669B (zh) | 一种水下多点激励拟动力试验系统 | |
CN105466658B (zh) | 一种六自由度地震模拟振动装置 | |
CN103617762B (zh) | 可控制斜坡角度的重力滑脱构造物理模拟装置 | |
CN104569354B (zh) | 一种基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置 | |
CN104575223A (zh) | 一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置 | |
CN103838936B (zh) | 适用于浊积砂低渗透储层的高精度构造应力场模拟方法 | |
CN112485126B (zh) | 一种基于立体化巷道布置的三维相似模拟试验系统和方法 | |
Corti et al. | Lithospheric-scale centrifuge models of pull-apart basins | |
Xue et al. | Effects of hydrocarbon generation on fluid flow in the Ordos Basin and its relationship to uranium mineralization | |
Oristaglio | SEAM update: The Arid model—Seismic exploration in desert terrains | |
CN103903495B (zh) | 小球轨迹演示器 | |
Roda et al. | The effects of the overriding plate thermal state on the slab dip in an ocean-continent subduction system | |
CN109686214A (zh) | 一种地表移动变形模拟实验平台 | |
CN209674671U (zh) | 一种地表移动变形模拟实验平台 | |
CN100465641C (zh) | 构造变形过程中的沉积速率模拟控制装置 | |
CN206725129U (zh) | 一种光弹试验三方向加载装置 | |
CN106205332B (zh) | 一种板块构造物理模拟实验装置 | |
Neumann et al. | Toroidal, counter-toroidal, and upwelling flow in the mantle wedge of the Rivera and Cocos plates: Implications for IOB geochemistry in the Trans-Mexican Volcanic Belt | |
Li | Investigation of genetic mechanism of the Shigang fault zone in the Northern Jiangsu Basin using physical analog sand-box modeling | |
CN206627357U (zh) | 一种适应不同模型大小光弹试验三方加载装置 | |
Jiang et al. | The characteristics of the neotectonic movement and their effects on the formation of gas reservoirs in the marginal depressions of Tarim basin, NW China |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |