[發明專利]巖石裂隙可視化滲流開度測試的圖像數值化實驗裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202010051618.6
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111175213A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 劉杰;唐洪宇;王子明;李政;黎照;石謙;謝曉康;李洪亞;徐曜冬;鄒迅;杜卓興;李運舟;楊浩宇;高素芳;孫濤
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N21/84
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種巖石裂隙可視化滲流開度測試的圖像數值化實驗裝置，它包括底座，底座上表面設置有凸起的試驗臺，試驗臺上表面放置有長方體結構的模擬巖塊，模擬巖塊上表面與加壓框配合；底座上表面還連接有垂直于底座的第一調節螺桿和第二調節螺桿；加壓框兩端均開設有螺紋孔，第一調節螺桿和第二調節螺桿穿過加壓框表面的螺紋孔；加壓框上表面連接有支架，支架上表面連接有高速攝像機，高速攝像機的鏡頭朝向正下方的模擬巖塊。本發明可對巖石內部的裂縫滲流開度進行可視化的圖像分析，并建立可視化開度數值化提取技術，可以很好適應實驗室試驗環境、利于操作以及提高檢測結果的可靠度。

技術領域

本發明屬于巖土工程裂隙研究技術領域，具體涉及一種巖石裂隙可視化滲流開度測試的圖像數值化實驗裝置及使用方法。

背景技術

裂縫系統直接或間接的影響著巖石的滲流能力，巖體滲流特性的研究在地質工程應用中占有重要的地位，比如水利水電工程、石油工程和采礦工程等。對于存在裂縫的巖體，當裂縫中存在水的時候，水的壓力會導致巖體逐漸失穩破壞；在宏觀尺度上，滲流場的存在和改變是導致裂隙巖體工程失穩，甚至導致大規模地質災害的重要原因之一，有鑒于此，本發明的目的是提供一種巖石裂隙滲流開度圖像數值化獲取方法，以便適應實驗室試驗環境、利于操作以及提高檢測結果的可靠度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種巖石裂隙可視化滲流開度測試的圖像數值化實驗裝置及使用方法，可對巖石內部的裂縫滲流開度進行可視化的圖像分析。

為了實現上述的技術特征，本發明采用的技術方案是：一種巖石裂隙可視化滲流開度測試的圖像數值化實驗裝置，它包括底座，底座上表面設置有凸起的試驗臺，試驗臺上表面放置有長方體結構的模擬巖塊，模擬巖塊上表面與加壓框配合；底座上表面還連接有垂直于底座的第一調節螺桿和第二調節螺桿；加壓框兩端均開設有螺紋孔，第一調節螺桿和第二調節螺桿穿過加壓框表面的螺紋孔；加壓框上表面連接有支架，支架上表面連接有高速攝像機，高速攝像機兩側的支架上表面連接有光源；光源和高速攝像機的鏡頭均朝向正下方的模擬巖塊。

優選的，模擬巖塊為透明的塊狀體結構，模擬巖塊的二分之一高度處設置有斷面結構的裂隙，將模擬巖塊分為上下兩部分；裂隙處上下兩部分的接觸面由巖體樣品倒模制成。

優選的，模擬巖塊上表面設置有透明的長方形蓋板，蓋板的邊長大于模擬巖體上表面的邊長。

優選的，加壓框為長方形的框架結構，加壓框的外框與蓋板形狀大小相同，內框與模擬巖體上表面的形狀大小相同。

優選的，裂隙一側開設有進水孔，另一側開設有出水孔；進水孔一側與水管連接。

優選的，水管另一端與水箱連接，水箱內的水中設置有質量相等的紅、綠、藍三種顏色的高分子顏料。

優選的，水管上依次連接有增壓泵、穩壓閥和壓力表。

優選的，高速攝像機與計算機連接。

優選的，巖石裂隙可視化滲流開度測試的圖像數值化實驗裝置的使用方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1，選取真實的巖石樣品，將樣品切割成長方體試樣，長方體的尺寸根據實驗需求確定；然后將長方體試樣從中間高度處剪切劈裂破壞成兩部分，兩部分的接觸面為粗糙的裂隙面；

S2，利用硅膠翻模對長方體試樣的裂隙面進行復刻，制成硅膠模具；

S3，取用透明的環氧樹脂，環氧樹脂內加入AB膠，按照環氧樹脂：AB膠為3:1的質量比例混合攪拌2分鐘，然后倒入刻有翻模裂隙面的硅膠模具中，等待環氧樹脂硬化，得到兩塊具有相互嵌合的裂隙面的分體結構，將兩塊分體結構的裂隙面拼合，組成試驗用的模擬巖塊，并在模擬巖塊的裂隙位置兩側分別開設進水孔與出水孔；