本发明专利技术公开一种可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置及方法，包括，填料筒，水平固定放置且填料筒内填充有岩体试样，岩体试样两端分别贴合有透水件，一透水件外侧贴合有注水件，注水件远离透水件的一端连接有水平驱动件；集水件，连接在填料筒远离水平驱动件的一端，集水件与填料筒连通，另一透水件设置在集水件与填料筒的连接处；监测组件，包括连接在水平驱动件上的位移监测件，设置在注水件内的水压监测件，连接在集水件出水端的流速监测件。本发明专利技术能够实现对水平放置的岩体试样进行水平方向施压，测试破碎岩体受水平压力时其渗透特性，同时，在进行试验时，对岩体试样位移、进水口压力、出水口流速进行监测，便于进行后续分析。续分析。续分析。
【技术实现步骤摘要】
一种可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置及方法
[0001]本专利技术属于破碎岩体渗透试验设备
，尤其涉及一种可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置及方法。
技术介绍
[0002]在自然地质构造作用(如断层、陷落柱等)下形成的工程原位破碎岩体。与完整、致密的岩体相比，破碎岩体堆积物有大量孔隙、裂隙与离层，为采空区中矿井水渗流体提供了良好的渗流通道，同时也是矿井采空区主要充水水源的赋存介质。由于破碎体为采空区冒落带或构造破碎带中主要堆积物的存在形态，则其存在状态—受压情况、粒径级配、堆积形态(厚度、时间等)等均为未知因素，为采空区积水量计算带来了更多的不确定性。
[0003]现有技术中的破碎岩体渗透特性测试装置，大多对破碎岩体试样竖直放置并对其进行轴向施压，而很少有对破碎岩体试样水平放置并对其进行水平施压，因此无法测试破碎岩体受水平压力时其渗透特性，同时，在对破碎岩体施压时，无法实现岩体试样位移、进水口压力、出水口流速的监测，不便于进行后续分析。
技术实现思路
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置及方法，能够实现对水平放置的岩体试样进行水平方向施压，测试破碎岩体受水平压力时其渗透特性，同时，在进行试验时，对岩体试样位移、进水口压力、出水口流速进行监测，便于进行后续分析。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置，包括，
[0006]填料筒，水平固定放置且所述填料筒内填充有岩体试样，所述岩体试样两端分别贴合有透水件，一所述透水件外侧贴合有注水件，所述注水件远离所述透水件的一端连接有水平驱动件；
[0007]集水件，连接在所述填料筒远离所述水平驱动件的一端，所述集水件与所述填料筒连通，另一所述透水件设置在所述集水件与所述填料筒的连接处；
[0008]监测组件，包括连接在所述水平驱动件上的位移监测件，设置在所述注水件内的水压监测件，连接在所述集水件出水端的流速监测件。
[0009]进一步的，所述透水件包括设置在所述填料筒的透水板，所述岩体试样两端分别与两所述透水板接触，所述透水板外壁固接有密封圈，所述密封圈外壁与所述填料筒内壁贴合密封，所述透水板上开设有若干透水孔。
[0010]进一步的，所述注水件包括一注水板，所述注水板靠近所述透水板的一端开设有容水腔，所述注水板靠近所述透水板的一端与所述透水板的一端接触，所述注水板上开设有若干与所述容水腔连通的注水孔，每一所述注水孔上连通一注水管，若干所述注水管通过所述水平驱动件伸出所述填料筒并连通有进水箱。
[0011]进一步的，所述水压监测件包括设置在所述容水腔内的压力传感器，所述压力传感器与所述注水板内壁固接，所述压力传感器的信号输出端伸出所述填料筒并连接有压力显示器。
[0012]进一步的，所述水平驱动件包括一端设置在所述填料筒内的加载桶，所述加载桶靠近所述注水板的一端与所述注水板接触，所述加载桶侧壁开设有若干过槽，所述注水管通过所述过槽伸出所述填料筒，所述加载桶远离所述注水板的一端设置固定有水平液压缸，所述水平液压缸活动端与所述加载桶的另一端接触。
[0013]进一步的，所述位移监测件包括一固定设置的位移传感器，所述加载桶外壁固接有连接板，所述连接板与所述位移传感器的活动端连接。
[0014]进一步的，所述集水件包括固定在所述填料筒另一端的集水筒，所述集水筒内开设有集水漏斗，所述集水筒另一端固接有底座，所述集水漏斗的出水端连通有出水管，所述出水管伸出所述底座。
[0015]进一步的，所述流速监测件包括连通在所述出水管上的流速测量仪。
[0016]进一步的，所述填料筒下方设置一固定板，所述填料筒顶端固接有连接架，所述连接架顶端固接有弧形安装架，所述弧形安装架用于支撑所述填料筒，所述弧形安装架上螺纹连接有固定螺栓，所述固定螺栓末端与开设在所述填料筒外壁的螺孔匹配固定。
[0017]一种可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试方法，试验步骤包括：
[0018]S1、装填岩体试样：安装填料筒和集水件，向竖直放置的填料筒内依次置入一透水件，岩体试样、另一透水件、注水件；
[0019]S2、水平放置岩体试样：旋转竖直放置的填料筒至水平放置；
[0020]S3、安装水平驱动件：向填料筒内放置水平驱动件的活动端，并将注水件的进水端伸出填料筒外；
[0021]S4、记录初始数据：启动水平驱动件和注水件工作，并记录水平驱动件的活动端初始位置、注水件内初始水压力、集水件内初始水流速；
[0022]S5、开始渗透试验：调节水平驱动件的活动端位移，并持续记录水平驱动件的活动端试验过程位移距离、注水件内试验过程水压力、集水件内试验过程水流速。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0024]1.在填料筒的作用下实现岩体试样的水平放置，并对水平放置的岩体试样进行水平方向施压，测试破碎岩体受水平压力时其渗透特性。
[0025]2.在进行试验时，对岩体试样位移、进水口压力、出水口流速进行监测，便于进行后续分析。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0027]图1为测试装置的立体图；
[0028]图2为测试装置的剖视图；
[0029]图3为岩体试样与透水板连接关系的爆炸图；
[0030]图4为图1中A处的局部放大图；
[0031]图5为图1中B处的局部放大图；
[0032]图6为实施例2中固定板水平放置状态的立体图；
[0033]图7为实施例2中固定板竖直放置状态的立体图；
[0034]图8为实施例2中固定板竖直放置状态固定螺杆与支撑台连接关系的立体图；
[0035]图9为实施例3的立体图；
[0036]图10为实施例4的立体图；
[0037]图11为实施例4的爆炸图；
[0038]其中，1
‑
填料筒，2
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岩体试样，3
‑
透水板，4
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密封圈，5
‑
透水孔，6
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注水板，7
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容水腔，8
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注水孔，9
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注水管，10
‑
进水箱，11
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压力传感器，12
‑
压力显示器，13
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加载桶，14
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过槽，15
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水平液压缸，16
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集水筒，17
‑
集水漏斗，18
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底座，19
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出水管，20
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流速测量仪，21
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位移传感器，22
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置，其特征在于：包括，填料筒(1)，水平固定放置且所述填料筒(1)内填充有岩体试样(2)，所述岩体试样(2)两端分别贴合有透水件，一所述透水件外侧贴合有注水件，所述注水件远离所述透水件的一端连接有水平驱动件；集水件，连接在所述填料筒(1)远离所述水平驱动件的一端，所述集水件与所述填料筒(1)连通，另一所述透水件设置在所述集水件与所述填料筒(1)的连接处；监测组件，包括连接在所述水平驱动件上的位移监测件，设置在所述注水件内的水压监测件，连接在所述集水件出水端的流速监测件。2.根据权利要求1所述的可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置，其特征在于：所述透水件包括设置在所述填料筒(1)的透水板(3)，所述岩体试样(2)两端分别与两所述透水板(3)接触，所述透水板(3)外壁固接有密封圈(4)，所述密封圈(4)外壁与所述填料筒(1)内壁贴合密封，所述透水板(3)上开设有若干透水孔(5)。3.根据权利要求2所述的可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置，其特征在于：所述注水件包括一注水板(6)，所述注水板(6)靠近所述透水板(3)的一端开设有容水腔(7)，所述注水板(6)靠近所述透水板(3)的一端与所述透水板(3)的一端接触，所述注水板(6)上开设有若干与所述容水腔(7)连通的注水孔(8)，每一所述注水孔(8)上连通一注水管(9)，若干所述注水管(9)通过所述水平驱动件伸出所述填料筒(1)并连通有进水箱(10)。4.根据权利要求3所述的可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置，其特征在于：所述水压监测件包括设置在所述容水腔(7)内的压力传感器(11)，所述压力传感器(11)与所述注水板(6)内壁固接，所述压力传感器(11)的信号输出端伸出所述填料筒(1)并连接有压力显示器(12)。5.根据权利要求3所述的可变孔隙结构破碎岩体渗透特性测试装置，其特征在于：所述水平驱动件包括一端设置在所述填料筒(1)内的加载桶(13)，所述加载桶(13)靠近所述注水板(6)的一端与所述注水板(6)接触，所述加载桶(13)侧壁开设有若干过槽(14)，所述注水管(9)通过所述过槽(14)伸出所述填料筒(1)，所述加载桶(13)远离所述注水板(6...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹乾，文凡，孟波，李晓昭，靖洪文，吴疆宇，浦海，蔚立元，张强，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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