本实用新型专利技术提供了三维底辟装置，属于地质环境的模拟实验设备领域，包括底板，用来承载立墙和伸缩推板，所述底板与所述立墙和伸缩推板形成只上端开口的密封式箱体结构；立墙，数量为两个，垂直设在所述底板Y轴方向的两侧，所述立墙在Y轴方向相对底板运动对内部的实验体进行Y轴方向的挤压或拉伸；伸缩推板，数量为两个，垂直设在所述底板X轴方向的两侧且可与所述立墙的内侧始终处于接触且密封状态，所述伸缩推板在X轴方向相对底板运动并对内部的实验体进行X轴方向的挤压或拉伸。本实用新型专利技术模拟一种砂土不仅受到水平X方向和Y方向的挤压/拉伸力、底部还会有胶质物注入的状态，模拟结果更加精准，保证实验的准确性和有效性。
【技术实现步骤摘要】
三维底辟装置
本技术属于地质环境的模拟实验设备领域，涉及一种三维底辟装置。
技术介绍
一直以来，地球内部的结构构造及其演变规律的研究都是学术难题，而该领域的研究将很大程度上影响着矿物探采、地震预测和工程建设等各个与人民工作生活息息相关的方方面面，科研界一直在对地质结构进行人工勘探和理论研究，其研究成果需要实验验证，而地质结构的变化却是一个十分缓慢的过程。因此需要通过实验仪器对大时空尺度的构造变形过程进行模拟。由于地质构造变形的时空跨度大，相应的模拟时间也非常长。离心机具有“时空压缩”的作用，它通过高速旋转产生的“超重力场”可以缩短地质构造变形物理模拟的时间，在解决大时空尺度地质构造变形等问题上有着不可取代的作用。但是另一方面，在离心机上进行实验的元件都处于超重力场(高达300g)的作用下，元件的形状和其性能都会发生重大变化，因此需要专门的可适用超重力场并保证其工作性能的元件才能用于离心机的实验。底辟作用是指地球内部的某些物质以塑性和流体状态从深部向浅层的侵入刺穿，由此引起负载层的褶皱变形叫底辟构造，进行各种现象的模拟后，观察他们在变形过程中各个阶段所表现的形态特征，有助于地质分分析研究。三维底辟实验是一种十分复杂的地质环境的模拟实验，置于砂箱中的砂土不仅处于超重力场的作用下，还会受到水平同一直线上两个方向的挤压拉伸作用，与此同时，砂箱底部还会注入水和油等物质。
技术实现思路
本技术要解决的问题是在于提供一种三维底辟装置，模拟一种砂土不仅受到水平X方向和Y方向的挤压/拉伸力、底部还会有胶质物注入的状态，模拟结果更加精准，保证实验的准确性和有效性。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：三维底辟装置，包括底板，用来承载立墙和伸缩推板，所述底板与所述立墙和伸缩推板形成只上端开口的密封式箱体结构；立墙，数量为两个，垂直设在所述底板Y轴方向的两侧，所述立墙在Y轴方向相对底板运动对内部的实验体进行Y轴方向的挤压或拉伸；伸缩推板，数量为两个，垂直设在所述底板X轴方向的两侧且可与所述立墙的内侧始终处于接触且密封状态，所述伸缩推板在X轴方向相对底板运动并对内部的实验体进行X轴方向的挤压或拉伸。进一步的，所述伸缩推板包括中间推板，所述中间推板在Y轴方向的一端设有左伸缩板，另一端设有右伸缩板，所述左伸缩板与所述中间推板的连接结构同所述右伸缩板与所述中间推板的连接结构，所述右伸缩板相对所述中间推板密封设置且滑动连接。进一步的，所述中间推板靠近所述右伸缩板的一侧设有定位板，所述右伸缩板上设有导向杆，所述导向杆靠近所述定位板的一端连接有导向柱，所述导向柱的外圈设有保证导向杆复位的复位弹簧，所述复位弹簧设在所述导向杆与所述定位板之间，所述左伸缩板和右伸缩板沿Y轴方向移动对所述复位弹簧进行挤压。进一步的，所述导向杆、导向柱和复位弹簧配套设置为多套且上下均布设置，所述左伸缩板上的导向柱和所述右伸缩板上的导向柱上下间隔设置，所述导向柱通过螺纹固锁在所述导向杆上。进一步的，所述导向杆为导轨结构，所述定位板的上端盖设有保护板，所述保护板与所述中间推板固定连接，所述保护板靠近所述定位板的一侧固设有滑块，所述滑块与所述导轨的结构的导向杆配套设置。进一步的，所述中间推板的上端设有两个导向块，一个对应所述右伸缩板设置对其厚度方向进行限位，另一个对应所述左伸缩板设置对其厚度方向进行限位设置。进一步的，所述中间推板包括固定连接的固定推板和限位推板，所述限位推板设置在所述固定推板设置右伸缩板的一侧，在左伸缩板和右伸缩板缩回后的极限位置，与所述限位推板接触设置，所述定位板设置在所述限位推板上，所述固定推板Y轴方向的两端设有设置密封条的第一密封槽，所述限位推板Y轴方向的两端设有设置密封条的第二密封槽，所述左伸缩板远离定位板的一侧设有设置密封条的第三密封槽，所述右伸缩板远离所述定位板的一侧设有设置密封条的第四密封槽。进一步的，所述立墙的上端设有X向导轨，所述X向导轨的上端设有与其滑动连接的横梁，所述横梁沿X轴方向进行滑动，所述横梁的下端与所述伸缩推板连接，一个所述推板匹配和一个横梁设置，所述横梁与所述右伸缩板的连接结构和横梁与所述左伸缩板的连接结构相同，所述右伸缩板与所述横梁之间设有与Y轴方向平行设置的导轨结构，X轴方向滑动的滑块与所述Y轴方向滑动的滑块通过连接板进行固定，连接板与所述右伸缩板固定连接。进一步的，所述立墙的上端设有X向导轨，所述X向导轨的上端设有与其滑动连接的横梁，所述横梁沿X轴方向进行滑动，所述横梁的下端与所述伸缩推板连接，一个所述推板匹配和一个横梁设置。进一步的，所述伸缩推板通过第一液压缸进行驱动，所述立墙通过第二液压缸进行驱动，所述底板、第一液压缸和第二液压缸均固设在底座上，所述底座上设有油道，对所述第一液压缸和第二液压缸供油，所述底座的下端面设有回油缸和储油腔，所述液压缸排出的油通过油道进入到所述储油腔，所述回油缸通过加压将储油腔内的液压油泵送回离心机吊篮上的中心液压站中；所述底座的下端面还有对实验区域内部进行注胶的注胶缸，实现对地质构造变化的模拟；所述第一液压缸和第二液压缸均采用静压轴承作为活塞杆的导向支撑，所述第一液压缸和第二液压缸均采用光栅尺作为位移传感器。与现有技术相比，本技术具有的优点和积极效果如下。1、本技术适用于失重状态下的实验测试，设置在离心机的吊篮上，此结构采用四面推板的结构，在Y轴方向设立两面可动立墙，而在X方向设立两个可伸缩推板，可伸缩推板两侧的左伸缩板和右伸缩板紧贴立墙，并随着立墙的运动而伸缩，这种结构能保证无论四面运动到何种状态，伸缩推板和立墙所构成的中心砂土区域都是一个封闭的空间，从而保证了实验状态更接近真实，立墙和伸缩推板相对运动，实现了对砂土施加挤压或拉伸的作用力，本结构适用于离心力作用下进行试验，稳定性更高，试验测试精度高；2、设置与伸缩推板配套的横梁，减小了推板在超重力场中产生的摩擦力，推板被吊装在横梁上，横梁固定在两侧立墙顶端的X向导轨上，这样可使推板对砂箱底板的压力尽可能减小，而导轨滑块移动的摩擦系数要远小于滑动摩擦系数，这样能最大程度地减小推板在移动时的摩擦力，使液压缸的推力尽可能地作用于实验砂土上，也极大地减小了伸缩推板的磨损，同时Y方向也设置导轨结构，使得左伸缩板和右伸缩板在伸缩的同时，保证进度，减少与地板的摩擦系数，伸缩推杆的可伸缩结构保证了其与两侧的立墙紧密贴合，实现了伸缩过程中的紧密性，结构稳定可靠，实现了三维底辟实验；3、第一液压缸和第二液压缸采用静压轴承作为活塞杆的导向支撑，降低活塞杆在运动过程中摩擦力，第一液压缸和第二液压缸采用光栅尺作为位移传感器，最大程度上避免了由于测量元件在超重力场中形变而成的测量误差；4、在底板上设置油道和水道，不仅规避了管件在超重力场下因变形可能发生的泄露，保证了油路和水路的可靠性，还减轻了底板的重量，确保了离心机的实验性能。附图说明构成本技术的一部分的附图用来本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.三维底辟装置，其特征在于：包括底板，用来承载立墙和伸缩推板，所述底板与所述立墙和伸缩推板形成只上端开口的密封式箱体结构；/n立墙，数量为两个，垂直设在所述底板Y轴方向的两侧，所述立墙在Y轴方向相对底板运动对内部的实验体进行Y轴方向的挤压或拉伸；/n伸缩推板，数量为两个，垂直设在所述底板X轴方向的两侧且可与所述立墙的内侧始终处于接触且密封状态，所述伸缩推板在X轴方向相对底板运动并对内部的实验体进行X轴方向的挤压或拉伸。/n
【技术特征摘要】
1.三维底辟装置，其特征在于：包括底板，用来承载立墙和伸缩推板，所述底板与所述立墙和伸缩推板形成只上端开口的密封式箱体结构；
立墙，数量为两个，垂直设在所述底板Y轴方向的两侧，所述立墙在Y轴方向相对底板运动对内部的实验体进行Y轴方向的挤压或拉伸；
伸缩推板，数量为两个，垂直设在所述底板X轴方向的两侧且可与所述立墙的内侧始终处于接触且密封状态，所述伸缩推板在X轴方向相对底板运动并对内部的实验体进行X轴方向的挤压或拉伸。
2.根据权利要求1所述的三维底辟装置，其特征在于：所述伸缩推板包括中间推板，所述中间推板在Y轴方向的一端设有左伸缩板，另一端设有右伸缩板，所述左伸缩板与所述中间推板的连接结构同所述右伸缩板与所述中间推板的连接结构，所述右伸缩板相对所述中间推板密封设置且滑动连接。
3.根据权利要求2所述的三维底辟装置，其特征在于：所述中间推板靠近所述右伸缩板的一侧设有定位板，所述右伸缩板上设有导向杆，所述导向杆靠近所述定位板的一端连接有导向柱，所述导向柱的外圈设有保证导向杆复位的复位弹簧，所述复位弹簧设在所述导向杆与所述定位板之间，所述左伸缩板和右伸缩板沿Y轴方向移动对所述复位弹簧进行挤压。
4.根据权利要求3所述的三维底辟装置，其特征在于：所述导向杆、导向柱和复位弹簧配套设置为多套且上下均布设置，所述左伸缩板上的导向柱和所述右伸缩板上的导向柱上下间隔设置，所述导向柱通过螺纹固锁在所述导向杆上。
5.根据权利要求3所述的三维底辟装置，其特征在于：所述导向杆为导轨结构，所述定位板的上端盖设有保护板，所述保护板与所述中间推板固定连接，所述保护板靠近所述定位板的一侧固设有滑块，所述滑块与所述导轨的结构的导向杆配套设置。
6.根据权利要求3所述的三维底辟装置，其特征在于：所述中间推板的上端设有两个导向块，一个对应所述右伸缩板设置对其厚度方向进行限位，另一个对应所述左伸缩板设置对其厚度方向进行限位设置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：励音骐，李天涛，齐扬，刘兵，王超光，詹良通，陈云敏，
申请(专利权)人：天津优瑞纳斯液压机械有限公司，浙江大学，
类型：新型
国别省市：天津;12
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