[發(fā)明專利]一種測定注漿前后巖石滲透性能的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010107062.8
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111157428A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳世壯;梁暉;王如賓
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

本發(fā)明公開了一種測定注漿前后巖石滲透性能的方法，方法包括將已制作好的待測巖石試樣分別套上左側環(huán)形橡膠套和右側環(huán)形橡膠套，并將其上的氣管接嘴對齊，再用環(huán)形連接紐扣進行連接，后將側向加壓進氣管道和側向加壓出氣管道插入氣管接嘴內(nèi)，然后將待測巖石試樣放置于圍壓室內(nèi)，置于上透氣壓盤和下透氣壓盤之間進行固定；進行軸向滲透率測量和側向滲透率測量等步驟，較于常規(guī)試驗方法，采用氮氣作為滲流介質進行巖石軸向和側向的滲透系數(shù)測量，既避免采用液體作為滲流介質產(chǎn)生的滑脫效應，又解決了注漿后空隙較為致密，所導致滲透試驗時間長、試驗效率低的缺點。

技術領域

本發(fā)明涉及巖石滲透性試驗技術領域，特別涉及一種測定注漿前后巖石滲透性能的方法。

背景技術

巖土工程中常遇到一些深埋隧洞開挖造成應力場變化圍巖破損現(xiàn)象，產(chǎn)生的裂隙、節(jié)理和斷層嚴重破壞其整體性和穩(wěn)定性。而在這些裂隙中常存在巖石滲流，造成巖石變形、破裂、軟化、泥化或溶融等不良影響，對巖石力學性質產(chǎn)生嚴重威脅。目前工程界常采用注漿加固的方法對巖體進行加固與封堵水，但由于注漿后巖石孔隙較為致密，運用常規(guī)試驗方法采用水作為滲流介質，不僅存在滲透速度較慢，試驗時間較長、試驗效率低等缺點，還會出現(xiàn)靠近孔壁的液體分子通過孔道時流速較低產(chǎn)生滑脫效應。并且?guī)r石不是一種均勻介質，其滲透系數(shù)不僅與其礦物組成成分、內(nèi)部結構相關，而且滲透方向的不同也會造成滲透率不同。現(xiàn)有的技術大多采用水作為滲透介質只進行軸向滲透測量，對采用氣體同時進行巖石軸向和側向滲流率的測量的試驗裝置尚未見，故有必要研發(fā)一種測定注漿前后巖石滲透性能的裝置，通過測定不同滲壓和不同圍壓情況下巖石試樣的軸向和側向滲透率，分析比較注漿前后滲透性能的變化，從而評估注漿效果的好壞，并對巖石試樣內(nèi)部結構進行揭示。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決注漿后巖石孔隙致密導致滲透速度較慢、試驗效率低及液體滲透介質產(chǎn)生滑脫效應等問題，本發(fā)明基于全自動三軸力學伺服系統(tǒng)進行創(chuàng)新改進，采用氣體在不同滲壓和不同圍壓情況下進行巖石試樣軸向和側向的滲透系數(shù)測量，分析比較注漿前后滲透性能的變化，從而評估注漿效果的好壞，并對巖石試樣內(nèi)部結構進行揭示。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種測定注漿前后巖石滲透性能的裝置，包括圍壓室，圍壓室的底部固設在底座上，底座內(nèi)設置有軸向加壓進氣管道，軸向加壓進氣管道上連接滲透壓泵，底座頂部的頂板為下透氣壓盤，下透氣壓盤位于圍壓室內(nèi)；圍壓室的頂部具有開口，開口處固連軸向氣壓室，軸向氣壓室的底板為上透氣壓盤；

待測巖石試樣放置在圍壓室內(nèi)，待測巖石試樣的頂端抵靠在上透氣壓盤上，待測巖石試樣的底端抵靠在下透氣壓盤上，待測巖石試樣的外側壁被左側環(huán)形橡膠套和右側環(huán)形橡膠套密封包裹，左側環(huán)形橡膠套和右側環(huán)形橡膠套上間隔均勻設置有氣管接嘴，氣管接嘴沿待測巖石試樣的軸向設置，左側環(huán)形橡膠套的氣管接嘴上連接側向加壓進氣管道，側向加壓進氣管道上連接側向加壓泵，右側環(huán)形橡膠套的氣管接嘴上連接側向加壓出氣管道；

軸向氣壓室內(nèi)設置有氣壓活塞，氣壓活塞的移動方向與待測巖石試樣的軸線平行，位于氣壓活塞上方的軸向氣壓室通過氣管與軸壓泵連接，位于氣壓活塞下方的軸向氣壓室上連接軸向加壓出氣管道；圍壓室通過氣管與圍壓泵連接，所述軸壓泵、圍壓泵、側向加壓泵、滲透壓泵和氣體流量計均通過數(shù)據(jù)線與電腦控制系統(tǒng)電連接。

優(yōu)選地，圍壓室內(nèi)底座與軸向氣壓室之間固連有連接件，連接件上設置有軸向位移傳感器，軸向位移傳感器通過數(shù)據(jù)線與電腦控制系統(tǒng)電連接。觀察不同試驗條件下，待測巖石試樣的軸向變形。

優(yōu)選地，待測巖石試樣的外側壁上設置有環(huán)形變形計，所述環(huán)形變形計通過數(shù)據(jù)線與電腦控制系統(tǒng)電連接。觀察不同試驗條件下，待測巖石試樣的徑向變形。

優(yōu)選地，側向加壓進氣管道和側向加壓出氣管道的一端插入氣管接嘴內(nèi)，通過環(huán)形連接紐扣固連。

優(yōu)選地，軸向加壓進氣管道、側向加壓進氣管道、軸向氣壓室的氣管和圍壓室的氣管上均連接有氣體流量計和閥門。通過氣體流量計和閥門控制進氣量。