[發明專利]一種裂隙巖體滲透系數演化測試裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201710635058.7
• 申請日: 2017-07-30
• 公開（公告）號: CN107421869B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 曹洋兵;邱冬冬;黃真萍;陳玉華;曾煥接
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊;吳志龍

1.一種裂隙巖體滲透系數演化測試裝置，其特征在于，包括巖芯夾持器以及設置于巖芯夾持器上方的注水箱、設置于巖芯夾持器下方的儲水箱，所述巖芯夾持器中部具有置放夾持巖芯試樣的置物腔，所述注水箱下部具有與置物腔聯通的進水口，所述儲水箱上部具有與置物腔聯通的入水口，所述儲水箱的下方設置有伸入儲水箱的加壓桿，所述加壓桿由驅動裝置驅動上下運行以施壓作用于巖芯試樣，所述巖芯夾持器置物腔內表面還具有加壓墊層，所述加壓墊層內設置有加壓空腔，所述加壓空腔與用于輸入液壓油的液壓管路聯通，所述液壓管路上設置有油泵；

所述巖芯夾持器與注水箱之間還設置有上堵頭，所述上堵頭中部具有聯通置物腔與注水腔內部的液體流動通道，所述液體流動通道的下部位于液體流動通道旁側具有弓形槽口以給剪切作用下局部巖芯試樣位移預留一定的空間；

所述巖芯夾持器與儲水箱之間還設置有下堵頭，所述下堵頭中具有兩條聯通置物腔與儲水腔的聯通通道，其中一條聯通通道截面面積大于加壓桿截面積，以保證加壓桿穿過下堵頭伸入置物腔下部，另一條聯通通道截面面積較小，用于傳導滲過巖芯試樣的液體至儲水箱中；

所述上堵頭下端面、下堵頭上端面及加壓桿頂部固定有高滲透性墊塊；

所述注水箱側部設置有注水口及排水口，所述儲水箱側部設置有泄水口，所述儲水腔旁側具有液位計。

2.根據權利要求1所述一種裂隙巖體滲透系數演化測試裝置，其特征在于，巖芯夾持器兩側設置有軸承，所述軸承固定于支架上，所述支架下方設有滾輪。

3.根據權利要求1所述一種裂隙巖體滲透系數演化測試裝置，其特征在于，所述驅動裝置為氣缸、液壓缸或絲杠螺母機構。

4.根據權利要求2所述一種裂隙巖體滲透系數演化測試裝置，其特征在于，支架旁側具有控制柜，所述注水箱內設置有壓力傳感器，注水箱連接有注水管路，所述注水管路上設置有液體流量計，所述控制柜內設置有電源，所述控制柜上設置有背壓閥、環壓閥、注水箱壓力表、顯示器、環腔壓力表，所述控制箱下部設置有向加壓墊層充入油液的圍壓手搖泵和向注水箱注入具有壓力的水的電動注入泵，所述電動注入泵與注水管路聯通，控制箱上還設有用于顯示巖芯試樣的剪切速度的加載調速表、用于顯示注水箱內液體的流量液體流量表、液體泵電源開關、總電源開關。

5.一種裂隙巖體滲透系數演化測試試驗方法，其特征在于，利用如權利要求1所述的一種裂隙巖體滲透系數演化測試裝置，具體步驟如下:

（1）制作規格為直徑Φ=100mm，高度h=200mm的圓柱形巖體試樣，巖體試樣在中軸線處含有裂隙，將其裝入巖芯夾持器，并固定裝置；

（2）加壓墊層充入油液，實現對巖體試樣施加圍壓，直至預定的圍壓值并穩定該量值；

（3）將水源通過連接管路經注水口注入注水箱中，所述連接管路上設置有電動注入泵，通過電動注入泵施加水壓力并確保水壓力均小于試驗時的圍壓，直至達到預定的水壓值后，通過注水箱背壓閥穩定水壓；

（4）利用加壓電機推動加壓桿對巖體試樣逐級加載剪應力，在這一過程中，每隔一段時間，記錄一次剪應力和剪切作用下巖體試樣發生的剪切位移量，同時，記錄相應時刻的巖體裂隙滲水量。