[發明專利]一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備及方法

在審

• 申請號: 201711220949.2
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108051349A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 鐘振;李世超;胡云進;郜會彩;李博;陸佳瑩;金棟;杜時貴;黃曼;雍睿
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 曾祥兵

本發明屬于巖體水力學試驗技術領域，具體涉及一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備及方法，包括供水裝置，加載裝置，集水裝置和測量裝置；所述加載裝置包括四立柱，立柱上設置有上、下底座，其中上底座活動設置于立柱上；上、下底座上分別設置有上、下加載板，上底座頂部設置有攝像機，下底座下方設置有面光源；所述集水裝置包括設置于下盤上的集水槽，與集水槽連通的集水導管，及位于集水導管一端的量杯；所述供水裝置與所述下盤通孔連通，所述測量裝置用于測量量杯內水的質量。本發明帶來了極大的便利性與準確性，且操作簡單；具有很好的實用價值。

技術領域

本發明屬于巖體水力學試驗技術領域，具體涉及一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備及方法。

背景技術

巖體的滲透性是研究巖體水力學的重要內容，對水利工程及地下工程等具有非常大的影響。巖體是由巖塊與交錯的裂隙所組成，其中致密巖塊的滲透性很小，巖體的滲透性主要由裂隙面的滲透性所決定。

單裂隙是組成裂隙面網格的基本單元，研究單裂隙的滲透性是研究巖體滲透性的基礎。研究表明，單裂隙的滲透性會隨其尺寸的變化而變化，即具有尺寸效應。但現階段對與單裂隙滲透性的研究主要集中在應力、裂隙開度、粗糙度、溫度以及充填物等因素的影響，對尺寸效應的研究較少，巖石裂隙的尺寸較小。目前尚缺大尺寸單裂隙滲透性尺寸效應的可視化試驗裝置及其相應的試驗方法。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備及方法。

為解決上述技術問題，本發明具體提供的技術方案為：一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備，包括供水裝置，加載裝置，集水裝置和測量裝置；

所述加載裝置包括四立柱，立柱上設置有上、下底座，其中上底座活動設置于立柱上；上、下底座上分別設置有上、下加載板，上底座頂部設置有攝像機，下底座下方設置有面光源；

所述集水裝置包括設置于下盤上的集水槽，與集水槽連通的集水導管，及位于集水導管一端的量杯；

所述供水裝置與所述下盤通孔連通，所述測量裝置用于測量量杯內水的質量。

一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備進一步設置，所述攝像機通過活動導軌安裝于上底座頂部。

一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備進一步設置，所述供水裝置包括自循環供水箱和恒壓水箱，自循環供水箱和恒壓水箱之間連接有回水管和供水管；所述恒壓水箱通過入流管與所述下盤通孔連通。

一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備進一步設置，所述自循環供水箱設置有流量調節閥。

一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備進一步設置，所述集水槽內設置有有機玻璃加工成的直徑為1000mm，厚度為20mm的圓盤試樣，分別為上、下兩盤，

一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗設備進一步設置，所述下盤中心處鉆通孔，下盤試樣四周有一圈橡膠集水槽，用以收集滲出的水流。

一種可視化的單裂隙滲透性尺寸效應試驗方法，包括如下步驟：步驟一：將透明有機玻璃加工成直徑1000mm，厚20mm的圓盤，分別為上、下兩盤，其中下盤中心處鉆通孔，下盤試樣四周有一圈橡膠集水槽，用以收集滲出的水流。

步驟二：上盤試樣與下盤試樣對齊疊放在一起，通過鏟車搬運至加載板中央，使用開關控制加載量。

步驟三：自循環供水箱與恒壓水槽之間通過供水管和回水管進行連接；打開自循環供水箱的流量調節閥，水流通過供水管進入恒壓水槽箱體，一部分水流通過入流管注入圓盤試樣，多余水流通過溢流板及回水管返回自循環供水箱。