【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道地震动响应的相似模型试验，特别是涉及一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置。
技术介绍
1、相似模型试验，作为隧道研究分析的主要方法之一，因其较之数值仿真方法具有更强的直观性和真实性，故广泛应用于隧道抗震防灾的研究试验中。目前应用的隧道地震响应模型试验方法往往是振动台试验，即将隧道放置在模型箱中，再把模型箱放置于振动台上，振动台往预定的方向振动，然后观察隧道的变形及破坏效果。由于振动台整体为一个台面，所以在模型箱内部的地层质点的振动方向及速率具有相似性。振动台试验的本质是模拟地震波垂直入射的均匀振动过程，即隧道承受远场地震动。而在最为危险的隧道跨越发震断层的地震响应中，该地震动本质为近场地震动。近场地震动的地震机理是地层在构造应力作用下产生断层蠕滑，由于发震断层长期的蠕滑作用导致能量在断层处累积，最终发生断层粘滑。在粘滑作用下断层破裂促使地震动的发生和地表的永久位移。断层发生破裂的位置即为活动断层粘滑作用引发地震动的震源位置。
2、此时地震波并非垂直入射，而是从点状波源处向周围散射。这种非均匀的近场震动方式与目前应用的模拟远场地震动的振动台试验存在差别，传统的振动台试验无法有效模拟活动断层粘滑作用引发非均匀地震动的震源机理，使用传统的振动台试验来研究隧道在近断层地震动作用下的地震响应显然是不合理的。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的主要技术问题是提供一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，可以模拟正断层粘滑作用下引发近断层地震
2、为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，包括至少两组间隔安设的爆炸组件，挡板，隧道模型，模型箱以及装配在模型箱内的第一模拟地层，第二模拟地层和第三模拟地层；所述模型箱设有开口，所述挡板卡设在所述开口位置，以封堵所述第二模拟地层；所述第二模拟地层远离所述开口的一侧高于所述第二模拟地层靠近所述开口的一侧，且分隔开所述第一模拟地层和第三模拟地层；所述隧道模型穿越所述第一模拟地层，第二模拟地层和所述第三模拟地层；所述爆炸组件安设于所述隧道模型下方；所述爆炸组件设有第一引线，爆炸物和用于引爆所述爆炸物的从动块，所述从动块布置在所述第二模拟地层内，且连接所述爆炸物，所述爆炸物远离所述从动块的一侧通过所述第一引线连接所述模型箱。
3、在一较佳实施例中：还包括滑石粉层；所述第一模拟地层和所述第二模拟地层之间以及所述第三模拟地层和所述第二模拟地层之间均布置有所述滑石粉层。
4、在一较佳实施例中：还包括铺设在所述隧道模型与所述爆炸组件之间位置的过滤层，所述过滤层在所述滑石粉层位置处断开。
5、在一较佳实施例中：所述开口位于所述模型箱侧壁面下端，所述开口的截面与所述第二模拟地层的截面相适应。
6、在一较佳实施例中：还包括固接在所述开口外沿的c型板；所述模型箱具有一外凸平台，所述外凸平台和c型板围合以形成一供所述挡板滑动的通道；所述挡板在所述通道内滑动以使所述第二模拟地层发生位移。
7、在一较佳实施例中：还包括吸能层；所述吸能层贴合在所述模型箱的内壁面。
8、在一较佳实施例中：所述爆炸组件的敏感度由下往上依次降低。
9、在一较佳实施例中：所述爆炸组件还设有第二引线，所述从动件通过第二引线连接所述爆炸物；所述爆炸物布置在所述第二模拟地层内靠近所述第一模拟地层的一侧。
10、在一较佳实施例中：当第二引线的变形刚度一致时，爆炸物的起爆敏感性从下至上依次降低，当爆炸物的起爆敏感性一致时，第二引线的变形刚度从下至上依次降低。
11、本专利技术所要解决的主要技术问题是提供一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置的试验方法，包括如下步骤：
12、步骤一、将第一引线的一端连接至模型箱；在模型箱内填装第一模拟地层至过滤层的安装位置，填装时保证第一引线的张紧；
13、步骤二、在模型箱内填装第二模拟地层至过滤层的安装位置；填装时在第二模拟地层内安装配置爆炸组件；
14、步骤三、在模型箱内填装第三模拟地层至过滤层的安装位置，再铺设过滤层；
15、步骤四、在过滤层上填装第一模拟地层，第二模拟地层和第三模拟地层至隧道模型安装位置，再放置隧道模型；
16、步骤五、在隧道模型上填装第一模拟地层，第二模拟地层和第三模拟地层至模型箱装满，再静置装置；
17、步骤六、外拉挡板直至爆炸物依次起爆；待模型箱振动停止后，观察实验结果。
18、相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：
19、1.本专利技术提供了一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，首先在模型箱内布置多个模拟地层，并在模型箱的侧壁面设置一开口，通过挡板来封堵第二模拟地层，再将多个爆炸组件由下往上间隔安设在模拟地层中，且处于过滤层下方。过滤层设置在隧道模型下方。当拉开挡板向外滑动时，第二模拟地层受到重力作用且失去挡板支撑，往开口方向向下滑动，同时带动从动块发生位移，从动块牵引着爆炸物触发爆炸。由于爆炸组件的敏感度由下往上递减，以使爆炸总是由模拟地层底部向上依次触发，符合正断层粘滑地震的发震过程。爆炸物起爆后，在模型箱内部产生弹性波，弹性波自下而上穿越过滤层，过滤层滤掉高频成分，同时保留低频成分，模拟真实地震波，最终影响至隧道模型位置，隧道模型随之发生振动响应。所述试验装置较为合理地模拟正断层粘滑作用下近断层地震的发震机理，使其所产生的地表位移和弹性波对隧道影响的试验结果更为真实。
20、2.本专利技术提供了一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，在模型箱的外凸平台上焊接c型板，使得挡板，c型板和外凸平台围合形成封闭空间，在拉开挡板使其滑动的过程中，可防止第二模拟地层的突然涌出，提高试验的稳定性。
21、3.本专利技术提供了一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，无需使用振动台，可通过操作挡板向外滑动距离来控制第二模拟地层的位错，试验成本与传统的振动台试验相比大大降低。
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1.一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，包括至少两组间隔安设的爆炸组件，挡板，隧道模型，模型箱以及装配在模型箱内的第一模拟地层，第二模拟地层和第三模拟地层；所述模型箱设有开口，所述挡板卡设在所述开口位置，以封堵所述第二模拟地层；所述第二模拟地层远离所述开口的一侧高于所述第二模拟地层靠近所述开口的一侧，且分隔开所述第一模拟地层和第三模拟地层；所述隧道模型穿越所述第一模拟地层，第二模拟地层和所述第三模拟地层；所述爆炸组件安设于所述隧道模型下方；所述爆炸组件设有第一引线，爆炸物和用于引爆所述爆炸物的从动块，所述从动块布置在所述第二模拟地层内，且连接所述爆炸物，所述爆炸物远离所述从动块的一侧通过所述第一引线连接所述模型箱。
2.根据权利要求1所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，还包括滑石粉层；所述第一模拟地层和所述第二模拟地层之间以及所述第三模拟地层和所述第二模拟地层之间均布置有所述滑石粉层。
3.根据权利要求2所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，还包括铺设在所述隧道模型与所
4.根据权利要求1所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，所述开口位于所述模型箱侧壁面下端，所述开口的截面与所述第二模拟地层的截面相适应。
5.根据权利要求4所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，还包括固接在所述开口外沿的C型板；所述模型箱具有一外凸平台，所述外凸平台和C型板围合以形成一供所述挡板滑动的通道；所述挡板在所述通道内滑动以使所述第二模拟地层发生位移。
6.根据权利要求1所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，还包括吸能层；所述吸能层贴合在所述模型箱的内壁面。
7.根据权利要求1所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，所述爆炸组件的敏感度由下往上依次降低。
8.根据权利要求7所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，所述爆炸组件还设有第二引线，所述从动件通过第二引线连接所述爆炸物；所述爆炸物布置在所述第二模拟地层内靠近所述第一模拟地层的一侧。
9.根据权利要求8所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，当第二引线的变形刚度一致时，爆炸物的起爆敏感性从下至上依次降低，当爆炸物的起爆敏感性一致时，第二引线的变形刚度从下至上依次降低。
10.一种如权利要求3所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，包括至少两组间隔安设的爆炸组件，挡板，隧道模型，模型箱以及装配在模型箱内的第一模拟地层，第二模拟地层和第三模拟地层；所述模型箱设有开口，所述挡板卡设在所述开口位置，以封堵所述第二模拟地层；所述第二模拟地层远离所述开口的一侧高于所述第二模拟地层靠近所述开口的一侧，且分隔开所述第一模拟地层和第三模拟地层；所述隧道模型穿越所述第一模拟地层，第二模拟地层和所述第三模拟地层；所述爆炸组件安设于所述隧道模型下方；所述爆炸组件设有第一引线，爆炸物和用于引爆所述爆炸物的从动块，所述从动块布置在所述第二模拟地层内，且连接所述爆炸物，所述爆炸物远离所述从动块的一侧通过所述第一引线连接所述模型箱。
2.根据权利要求1所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，还包括滑石粉层；所述第一模拟地层和所述第二模拟地层之间以及所述第三模拟地层和所述第二模拟地层之间均布置有所述滑石粉层。
3.根据权利要求2所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，还包括铺设在所述隧道模型与所述爆炸组件之间位置的过滤层，所述过滤层在所述滑石粉层位置处断开。
4.根据权利要求1所述的一种模拟正断层粘滑引发近断层地震动的隧道试验装置，其特征在于，所述开口位于所述模型箱侧壁面下端...
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