[發(fā)明專利]用于多場耦合三軸試驗的含裂縫巖石試樣制備與密封方法

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• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112557135A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 張海洋;張衛(wèi)華;談海強;王駒;陳亮;馬洪素;趙星光;封坤;仇清風
• 申請（專利權）人: 核工業(yè)北京地質研究院;江蘇銳成機械有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/12;G01N3/18;F16J15/14;F16L13/10
• 代理公司: 常州知融專利代理事務所(普通合伙) 32302
• 代理人: 路接洲

1.一種用于多場耦合三軸試驗的含裂縫巖石試樣制備與密封方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、完整巖石樣品制備：

將天然巖石加工成直徑50mm，高度100mm的標準圓柱形試樣，使其兩端面不平行度誤差不大于0.05mm，并且端面垂直于試件軸線，最大偏差不大于0.25°；

步驟二、巖樣裂縫加工：

首先采用水射流技術在巖樣中部沿徑向鉆出徑向通孔，隨后在巖樣進水端端面中心豎直向內加工與中部徑向通孔相連通的軸向半通孔，基于中部徑向通孔，采用線切割技術加工具有傾角、長度和寬度的預制裂縫；

步驟三、含裂縫巖樣飽水處理：

測量含裂縫巖樣的尺寸和質量后，將含裂縫巖樣完全浸入去離子水中，對容器抽真空，直至無氣泡逸出為止，抽氣時間不少于4小時，真空抽氣完成后靜置不少于24小時，使巖樣完全飽和；

步驟四、含裂縫巖樣密封：

取出飽和巖樣并沾去表面水分后，稱量巖樣飽和質量，在巖樣預制裂縫表面涂抹少量快干水泥漿將裂縫填平，待水泥漿凝固后，保證適當的強度，防止熱縮管在較高圍壓作用下陷入預制裂縫進而破裂，將凝固后的多余水泥漿打磨平整后，在預制裂縫表面再涂抹防水硅膠并待其硬化，防止裂縫內部的滲透壓力液通過預制裂縫滲出；

隨后將含裂縫巖樣進水端面朝下置于滲流下壓頭上，采用自粘膠對巖樣與壓頭接觸位置纏繞密封；依次安裝熱縮管、密封箍環(huán)和滲流上壓頭，采用電熱風機對熱縮管加熱，使其收縮并與巖樣緊密貼合，隨后在滲流上、下壓頭自粘膠所在位置處采用鐵絲和密封箍環(huán)進行雙重密封。

2.按照權利要求1所述的用于多場耦合三軸試驗的含裂縫巖石試樣制備與密封方法，其特征在于：所述步驟二中徑向通孔與軸向半通孔直徑均為1mm，徑向通孔長度與巖樣直徑相等，軸向半通孔長度與巖樣高度的二分之一相等。

3.按照權利要求1所述的用于多場耦合三軸試驗的含裂縫巖石試樣制備與密封方法，其特征在于：所述步驟二中預制裂縫以徑向通孔為中心向兩側延伸。

4.按照權利要求1所述的含裂縫巖石的熱水力耦合三軸試驗方法，其特征在于：所述步驟二中徑向通孔、軸向半通孔和預制裂縫依次加工。

5.按照權利要求1所述的含裂縫巖石的熱水力耦合三軸試驗方法，其特征在于：所述步驟四中熱縮管為透明管。

6.按照權利要求1所述的含裂縫巖石的熱水力耦合三軸試驗方法，其特征在于：所述步驟四中快干水泥漿為快干水泥粉與水以1:1比例混合而成。

7.按照權利要求1所述的含裂縫巖石的熱水力耦合三軸試驗方法，其特征在于：所述步驟四中滲流下壓頭為進水端，將巖樣置于滲流下壓頭上時進水端端面朝下，使?jié)B流液通過軸向半通孔直接作用于裂縫。

8.按照權利要求1所述的含裂縫巖石的熱水力耦合三軸試驗方法，其特征在于：所述步驟四中含裂縫巖樣和滲流壓頭之間設有濾網膜。

9.按照權利要求1所述的含裂縫巖石的熱水力耦合三軸試驗方法，其特征在于：所述步驟四中熱縮管兩端各超出巖樣1.5cm，為鐵絲和密封箍環(huán)提供安裝空間，同時將滲流壓頭和巖樣包裹成整體。

10.按照權利要求1所述的含裂縫巖石的熱水力耦合三軸試驗方法，其特征在于：所述步驟四中鐵絲和密封箍環(huán)組成的雙重密封中，鐵絲靠近巖樣一側，密封箍環(huán)靠近滲流壓頭一側。