[發(fā)明專利]一種用于巖石力學(xué)測(cè)試滲流試驗(yàn)孔隙水路徑的裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210633892.3
• 申請(qǐng)日: 2022-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114923834A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒鵬;王磊;范浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 合肥興東知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34148
• 代理人: 呂維平

本發(fā)明提供了一種用于巖石力學(xué)測(cè)試滲流試驗(yàn)孔隙水路徑的裝置，包括測(cè)試試樣以及測(cè)試平臺(tái)，所述測(cè)試試樣四周設(shè)置有用于疏水的填充層，所述填充層四周通過(guò)熱縮套管進(jìn)行緊固，所述測(cè)試試樣安裝于測(cè)試平臺(tái)上用于測(cè)試滲流試驗(yàn)。本發(fā)明還提供了一種用于巖石力學(xué)測(cè)試滲流試驗(yàn)孔隙水路徑的方法。本發(fā)明通過(guò)在試樣表面分別設(shè)置抗壓合成樹(shù)脂層以及改性石蠟層并四周配合熱縮膠套緊固，解決了現(xiàn)有巖石滲流測(cè)試試驗(yàn)中孔隙水流經(jīng)路徑混亂問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程巖體的巖石力學(xué)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于巖石力學(xué)測(cè)試滲流試驗(yàn)孔隙水路徑的裝置及方法。

背景技術(shù)

資源的開(kāi)發(fā)為世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展提供了強(qiáng)有力支撐，但隨著開(kāi)采強(qiáng)度不斷增加，使得淺部資源迅速枯竭，進(jìn)而開(kāi)采方向不斷出現(xiàn)向地球深部發(fā)展的趨勢(shì)，其中，煤炭資源的采掘尤為突出，千米深井出現(xiàn)的報(bào)道已屢見(jiàn)不鮮，因此深部巖石力學(xué)測(cè)試將變得至關(guān)重要。巖石力學(xué)測(cè)試主要依托巖石力學(xué)測(cè)試機(jī)，MTS巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)作為最先進(jìn)的巖石力學(xué)設(shè)備之一被廣泛使用，其滲流控制模塊可以用于測(cè)試工程巖體在孔隙水壓作用下的變形破壞特征。巖石力學(xué)測(cè)試試驗(yàn)前需將熱縮膠套緊貼標(biāo)準(zhǔn)試樣外側(cè)安裝，以達(dá)到隔絕液壓油和引流孔隙水的作用，但試驗(yàn)時(shí)由于試樣表面粗糙，二者間可能會(huì)存在氣相，故無(wú)法做到與熱縮膠套完全貼合，同時(shí)在孔隙水壓作用下，孔隙水有從試樣表面和熱縮膠套間流出的可能，而非流經(jīng)試樣內(nèi)部，以致無(wú)法保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出一種用于巖石力學(xué)測(cè)試滲流試驗(yàn)孔隙水路徑的裝置及方法，通過(guò)在試樣表面分別設(shè)置抗壓合成樹(shù)脂層以及改性石蠟層并四周配合熱縮膠套緊固，解決了現(xiàn)有巖石滲流測(cè)試試驗(yàn)中孔隙水流經(jīng)路徑混亂問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于巖石力學(xué)測(cè)試滲流試驗(yàn)孔隙水路徑的裝置，包括測(cè)試試樣以及測(cè)試平臺(tái)，所述測(cè)試試樣四周設(shè)置有用于疏水的填充層，所述填充層四周通過(guò)熱縮套管進(jìn)行緊固，所述測(cè)試試樣安裝于測(cè)試平臺(tái)上用于測(cè)試滲流試驗(yàn)。

進(jìn)一步的，所述填充層為抗壓合成樹(shù)脂層和改性石蠟層，所述抗壓合成樹(shù)脂層和改性石蠟層分別依次設(shè)置于測(cè)試試樣四周外壁上。

進(jìn)一步的，所述抗壓合成樹(shù)脂層包括基本樹(shù)脂、增稠劑以及抗氧化劑，基本樹(shù)脂∶增稠劑∶抗氧化劑＝6∶3∶1，所述抗壓合成樹(shù)脂層的厚度為1mm。

進(jìn)一步的，所述改性石蠟層包括直鏈烷烴以及抗氧化劑，直鏈烷烴∶抗氧化劑＝9∶1，所述改性石蠟層的厚度為1mm。

進(jìn)一步的，所述測(cè)試平臺(tái)包括專用孔壓實(shí)驗(yàn)壓盤、專用鎳絲、試樣底座、專用三軸力傳感器、接口集成盤、三軸腔室底座以及專用孔隙水壓導(dǎo)流管，所述測(cè)試試樣上下兩端均分別連接有專用孔壓實(shí)驗(yàn)壓盤，所述測(cè)試試樣下端通過(guò)專用孔壓實(shí)驗(yàn)壓盤依次連接有試樣底座、專用三軸力傳感器、接口集成盤以及三軸腔室底座，所述測(cè)試試樣上下兩端連接的專用孔壓實(shí)驗(yàn)壓盤均通過(guò)專用孔隙水壓導(dǎo)流管與三軸腔室底座相連。

進(jìn)一步的，所述三軸腔室底座上設(shè)有孔隙水進(jìn)出口；所述測(cè)試試樣上下兩端連接的專用孔壓實(shí)驗(yàn)壓盤上均設(shè)置有專用鎳絲并通過(guò)所述專用鎳絲貫穿熱縮套管進(jìn)行緊固連接。

進(jìn)一步的，所述三軸腔室底座上設(shè)有若干用于安裝的螺栓孔。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于巖石力學(xué)測(cè)試滲流試驗(yàn)孔隙水路徑的方法，包括以下步驟：

S1：將常溫下固態(tài)的抗壓合成樹(shù)脂加熱至熔融態(tài)，而后均勻涂抹于測(cè)試試樣側(cè)表面，完成后放置于測(cè)試平臺(tái)以恢復(fù)常溫；

S2：將改性石蠟加熱至熔融態(tài)，而后均勻涂抹于步驟1完成后的測(cè)試試樣側(cè)表面，完成后放置于測(cè)試平臺(tái)以恢復(fù)常溫；

S3：將完成步驟2的測(cè)試試樣上下兩端放置專用孔壓實(shí)驗(yàn)壓盤；

S4：將步驟3中的測(cè)試試樣放于熱縮膠套內(nèi)，同時(shí)加熱風(fēng)槍至設(shè)定溫度；