一种深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置及方法，属于岩石多物理场环境模拟试验技术领域。本发明专利技术装置包括一体式反力壳体、三向独立分流系统、三向应力加载系统、图像采集装置、控制总系统，三向独立分流系统和三向应力加载系统均与控制总系统连接，三向应力加载系统用于提供测试所需三向压应力，三向独立分流系统用于提供测试所需三向孔隙水压力以实现对正方体试样独立施加三向孔隙水压力，图像采集装置可实时采集真三轴应力下三向孔隙水压力作用时正方体试样中心模拟深井内的图像信息，直观呈现真三轴应力

【技术实现步骤摘要】
一种深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置及方法，属于岩石多物理场环境模拟试验


技术介绍

[0002]深地工程普遍存在高地应力、高温、高孔隙水压及强扰动等“三高一扰动”问题，这些客观存在的问题引发了深地工程诸如围岩大变形、围岩蚀变、岩爆以及突涌水等工程地质灾害，而工程开挖后，围岩在多物理场耦合作用下使得深井壁岩产生新的裂缝，加上地质体本身裂缝网络的复杂性，使其围岩的破坏作用机理极为复杂，导致深井突涌水控制愈加困难，也严重影响工程的进度和安全，尤其在煤炭资源开发领域，突涌水灾害更加严重，因此，岩石真三轴应力
‑
渗流耦合作用机制及其突涌水防治研究显得尤为重要，同时，深部岩体应力
‑
渗流耦合作用机理研究也是岩石工程领域研究的前沿课题，对指导深地工程设计、施工和灾害防控与预测具有重大意义。
[0003]随着浅地表资源的开采殆尽，资源的开发利用正加速向深地进军，同时也伴随着大量突涌水灾害事故的频繁发生，给工程设备及人员造成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置，其特征在于：包括一体式反力壳体（1）、三向独立分流系统、三向应力加载系统、图像采集装置（41）、分向密封圈（27）、控制总系统，一体式反力壳体（1）内设置有压力舱，分向密封圈（27）通过下垫板设置在压力舱的中心，下垫板的排液口通过排液管道外接集液池（36），正方体试样（33）设置在分向密封圈（27）内，正方体试样（33）的中心竖直设置有贯穿正方体试样（33）的中心通孔，中心通孔为正方体试样（33）的模拟深井（34），三向应力加载系统包括X方向应力加载装置、Y方向应力加载装置和Z方向应力加载装置，X方向应力加载装置对称设置在一体式反力壳体（1）的X方向两侧，Y方向应力加载装置对称设置在一体式反力壳体（1）的Y方向两侧，Z方向应力加载装置设置在一体式反力壳体（1）的Z方向顶端，三向独立分流系统包括X方向分流装置、Y方向分流装置和Z方向分流装置，X方向分流装置对称设置在分向密封圈（27）的X方向两侧且分别与X方向应力加载装置的端头固定连接，Y方向分流装置对称设置在分向密封圈（27）的Y方向两侧且分别与Y方向应力加载装置的端头固定连接，Z方向分流装置设置在分向密封圈（27）的Z方向顶端且与Z方向应力加载装置的端头固定连接；工作时，X方向分流装置与正方体试样（33）的X方向两侧面接触，Y方向分流装置与正方体试样（33）的Y方向两侧面接触，Z方向分流装置与正方体试样（33）的Z方向顶面接触，X方向分流装置、Y方向分流装置和Z方向分流装置的侧面均与分向密封圈（27）对应端面贴合密封，图像采集装置（41）竖直固定设置在Z方向分流装置的中心且图像采集装置（41）穿过分向密封圈（27）并向下插设在正方体试样（33）中心的模拟深井（34）内的顶部，三向独立分流系统和三向应力加载系统均与控制总系统连接。2.根据权利要求1所述深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置，其特征在于：X方向应力加载装置为拆卸设置在一体式反力壳体（1）X方向的X方向液压油泵（2），X方向液压油泵（2）包括对称设置在一体式反力壳体（1）X方向两侧的X方向液压油泵Ⅰ（2
‑
1）和X方向液压油泵Ⅱ（2
‑
2），X方向液压油泵Ⅰ（2
‑
1）和X方向液压油泵Ⅱ（2
‑
2）的底端均竖直设置有支撑板（29），X方向液压油泵Ⅰ（2
‑
1）和X方向液压油泵Ⅱ（2
‑
2）均通过支撑板（29）底端的滑轮（42）滑设在沿X方向的导轨（12）上，导轨（12）通过导轨承重柱（13）固定设置在地面，导轨（12）的两侧设置有X方向的底座枕木（11），一体式反力壳体（1）设置在底座枕木（11）的中部，X方向液压油泵Ⅰ（2
‑
1）和X方向液压油泵Ⅱ（2
‑
2）的外侧端均固定设置有自动伸缩杆（8），自动伸缩杆（8）的端头固定设置有与自动伸缩杆（8）连通的蓄能器（14），自动伸缩杆（8）的端头通过固定基座（9）固定设置在导轨（12）的起始端；X方向液压油泵Ⅰ（2
‑
1）和X方向液压油泵Ⅱ（2
‑
2）的内侧端通过其端头固定设置的法兰盘（28）与一体式反力壳体（1）X方向两侧拆卸连接，X方向分流装置分别固定设置在X方向液压油泵Ⅰ（2
‑
1）和X方向液压油泵Ⅱ（2
‑
2）的内侧端头。3.根据权利要求2所述深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置，其特征在于：X方向分流装置包括X方向压头和X方向孔筛垫板（22），X方向压头分别固定设置在X方向液压油泵Ⅰ（2
‑
1）和X方向液压油泵Ⅱ（2
‑
2）的内侧端头，X方向压头内设置有进水通道（32），X方向孔筛垫板（22）固定设置在X方向压头上，进水通道（32）与X方向孔筛垫板（22）的筛孔连通；工作时，X方向孔筛垫板（22）与正方体试样（33）的X方向两侧面接触，X方向孔筛垫板（22）的侧面固定设置有X方向位移传感器（24），X方向位移传感器（24）的探头延伸方向与X方向孔筛垫板（22）移动方向相同。
4.根据权利要求1所述深井涌水模拟的岩石真三轴渗流耦合试验装置，其特征在于：Y方向应力加载装置为固定设置在一体式反力壳体（1）Y方向两侧的Y方向液压油泵（4），Y方向液压油泵（4）包括Y方向液压油泵Ⅰ（4
‑
1）和Y方向液压油泵Ⅱ（4
‑
2），Y方向液压油泵Ⅰ（4
‑
1）和Y方向液压油泵Ⅱ（4
‑
2）分别对称设置在一体式反力壳体（1）Y方向两侧；Y方向分流装置包括Y方向压头和Y方向孔筛垫板（23），Y方向压头分别固定设置在Y方向液压油泵Ⅰ（4
‑
1）和Y方向液压油泵Ⅱ（4
‑
2）的内侧端头，Y方向压头内也设置有进水通道（32），Y方向孔筛垫板（23）固定设置在Y方向压头上，Y方向压头内的进水通道（32）与Y方向孔筛垫板（23）的筛孔连通；工作时，Y方向孔筛垫板（23）与正方体试样（33）的Y方向两侧面接触，Y方向孔筛垫板（23）的侧面固定设置有Y方向位移传感器，Y方向位移传感器的探头延伸方向与Y方向孔筛垫板（23）移动方向相同。5.根据权利要求1所述深井涌水模拟的...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦庆词，李克钢，李明亮，岳睿，张文涛，吴苏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：