实习五构造变形的物理模拟实验一、实习目的和意义构造变形的物理模拟实验是构造地质学家认识构造变形过程、研究构造形成机制的重要手段。通过实习，使学生了解构造物理模拟实验装置及其基本操作流程，深入理解伸展、挤压和剪切作用下构造样式的形成及发育过程。通过数码相机实时拍摄和记录模拟的构造变形与变化，记录模拟过程和结果，及时进行整理。......
2024-01-24
物理模型分析与构造应力实验研究
【摘要】：物理模型分析作为一种构造应力分析的实验手段。由于湿黏土的力学响应和天然岩石的力学响应比较类似，所以本次模拟以湿黏土为基础材料构建基础物理模型。底部两块平行平板中的一块固定在地面上，另一块连接在2个步进电机上，可以水平移动。2步进电机的牵引分别为X轴和Y轴正向。本次模拟施加近东西向的右旋张扭力作用于黏土模型。
物理模型分析作为一种构造应力分析的实验手段。不仅提供了一个有效的数值模拟检测手段，更为初步判断古应力场提供了佐证资料。由于物理模型模拟属于正向模拟，模拟所使用的几何尺寸、边界条件都是已知的，并且可以对其进行自主调节。本次研究将泥巴模型研究应用于研究区块的大裂缝演化分析。由于湿黏土的力学响应和天然岩石的力学响应比较类似，所以本次模拟以湿黏土为基础材料构建基础物理模型。模拟装置共分为2层，底层为是2块平行平板，顶层是黏土层（密度1.32 g/cm3）。底部平板的长度约为26cm，宽度约为22cm，厚度约为1.5cm。底部两块平行平板中的一块固定在地面上，另一块连接在2个步进电机上，可以水平移动。2步进电机的牵引分别为X轴和Y轴正向。其中一个电机以恒定速度0.4 mm/分的速度演X轴正向牵引，另外一个电机以0.05 mm/分的速度演Y轴正向牵引。这样就在顶层黏土层施加了一个张扭应力。顶部黏土层的初始裂缝形状由底部两块平行平板的分割线决定。底部平行平板的分割线两侧存在很大的平移速度差，以此来表征模拟层底部的初始断裂。通过不断调节底部两块平板的割线形状和2个电机的牵引速度，顶部黏土层出现不同的断裂扩展模式。本次研究对不同条件的断裂模型拍照，然后优选与研究区断层几何形态匹配最好的一组，作为后期数值模拟条件的佐证材料。图58为泥巴模型模拟结果。本次模拟施加近东西向的右旋张扭力作用于黏土模型。由图可知，本区3条主断层并非同时启裂，断层III启裂和断层I-II启裂存在一个时间间隔。同时由于断层III启裂较早，其扩张距离也较断层I-II长。
图57 物理模型装置图
图58 泥巴模型模拟结果
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2023-07-01
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2023-07-02
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2023-11-02
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2023-06-23
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2023-11-02
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