本发明专利技术公开一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，涉及岩石裂隙测试技术领域，密封桶用于容置岩石试样，岩石试样的顶部设置有与岩石试样的裂隙相通的钻孔，钻孔为盲孔，钻孔除裂隙之外的部位全部用密封材料密封；顶盖与密封桶的顶端能够拆卸地密封连接，岩石试样的顶面与顶盖密封连接；气体压缩设备的出气口通过进气管与顶盖上的进气孔相通，进气孔正对钻孔，进气管与顶盖密封连接；进气管上设置有压力监测表；密封桶的底部设置有出气口，出气口连接有出气管；出气口或出气管上设置有气体流量监测表。方法：向钻孔内泵入气压，观察并记录压力监测表和气体流量监测表的数值。本发明专利技术能够实现岩石裂隙在高气压作用下的破坏情况及破坏规律的研究。破坏规律的研究。破坏规律的研究。
【技术实现步骤摘要】
一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置及方法
[0001]本专利技术涉及岩石裂隙测试
，特别是涉及一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置及方法。
技术介绍
[0002]压缩空气储能技术以其储能容量大、寿命长、效率高、安全可靠等特点被视为一种极具潜力的大规模储能技术。其中新开挖硬岩洞穴作为压缩空气储能的储气库是发展趋势，主要优点是在有建库需求的地区一般都存在满足建库条件的各类硬岩地层，因此，硬岩洞穴储气库的选址相对容易。
[0003]由于压缩空气的压力较大，一般在10MPa以上，岩穴储气库主要依靠起周围的围岩来承受内压，围岩岩体中存在有裂隙，这些裂隙会影响到围岩的质量，进而影响围岩受力，所以，研究这些裂隙在高气压作用下的破坏情况以及破坏规律，也就是岩石裂隙的气压劈裂情况，对地下储气库结构安全设计具有重大意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现岩石裂隙在高气压作用下的破坏情况及破坏规律的研究。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，包括：
[0007]密封桶，所述密封桶用于容置岩石试样，所述岩石试样的顶部设置有与岩石试样的裂隙相通的钻孔，所述钻孔为盲孔，所述钻孔除所述裂隙之外的部位全部用密封材料密封；
[0008]顶盖，所述顶盖与所述密封桶的顶端能够拆卸地密封连接，所述岩石试样的顶面与所述顶盖密封连接；
[0009]气体压缩设备，所述气体压缩设备的出气口通过进气管与所述顶盖上的进气孔相通，所述进气孔正对所述钻孔，所述进气管与所述顶盖密封连接；所述进气管上设置有压力监测表；
[0010]所述密封桶的底部设置有与所述密封桶内部相通的出气口，所述出气口连接有出气管；
[0011]所述出气口或所述出气管上设置有气体流量监测表。
[0012]优选的，所述气体压缩设备采用空气压缩机。
[0013]优选的，所述密封材料采用凡士林。
[0014]优选的，所述岩石试样的顶面与所述顶盖之间设置有密封层，所述密封层的材料为凡士林。
[0015]优选的，所述岩石试样呈圆柱状，所述密封桶呈圆柱形，所述岩石试样的外径与所述密封桶的内径相等，所述密封桶的底面到所述顶盖之间的距离与所述岩石试样的高度相
等。
[0016]优选的，所述密封桶能够承受至少15MPa的气压。
[0017]本专利技术还提供一种测试岩石裂隙气压劈裂的方法，基于上述的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，包括以下步骤：
[0018](1)在需要测试的岩体中钻孔提取岩石试样，在所述岩石试样的顶部中心钻取一个盲孔，得到钻孔；
[0019](2)在所述岩石试样的所述钻孔内进行孔内摄像或CT扫描，查看孔内裂隙的位置，然后选定所述岩石试样中的一条所述裂隙，并通过CT扫描或声波扫描确定选定的所述裂隙的长度L；然后将所述钻孔的内壁除选定的所述裂隙外的部位全部涂抹凡士林进行密封；
[0020](3)打开密封桶的顶盖，将所述岩石试样装入所述密封桶内，并使所述钻孔朝上，所述岩石试样的顶面涂抹凡士林，并在所述顶盖的进气孔处涂抹凡士林，然后盖上顶盖；使得所述进气孔正对所述钻孔；
[0021](4)开启气体压缩设备，向所述钻孔内输送高压气体，从压力监测表观察并记录进气压力P；
[0022](5)随着钻孔内气压的增大，钻孔内的高压气体会通过所述裂隙经密封桶的出气口溢出，观察并记录气体流量监测表的出气量Q；
[0023](6)当所述气体流量监测表监测的出气量Q测值突然增大，且所述进气压力P趋于平稳后，等待3～5分钟，然后关闭所述气体压缩设备，实验结束。
[0024]优选的，还包括以下步骤：
[0025](7)绘制出气量Q与进气压力P的关系曲线；
[0026](8)曲线发展趋势突变点所对应的进气压力P，即为所述岩石试样的裂隙的最小气压劈裂压力Pn；
[0027](9)重复进行步骤(1)
‑
(8)，得出不同长度的裂隙对应的最小气压劈裂压力；
[0028](10)绘制裂隙劈裂长度L与最小气压劈裂压力Pn的曲线图，通过拟合得出裂隙长度与最小气压劈裂压力的关系式：L＝aPn4+bPn3+cPn2+dPn+e；其中，L为步骤(2)中测得的选定的裂隙的长度，Pn为最小气压劈裂压力，a、b、c、d和e都为拟合因子。
[0029]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0030]本专利技术的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置及方法能够实现岩石裂隙在高气压作用下的破坏情况及破坏规律的研究。
[0031]进一步的，本专利技术通过气体压缩设备向岩石试样的钻孔内输入高压空气，直到钻孔内的裂隙在高气压下发生破坏，从而使得气体能够通过密封桶的出气口流出；通过监测进气压力和出气口的气体流量能够判断何时发生了破坏，并能够进而研究岩石裂隙的破坏规律。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置的结构示意图；
[0034]图2为出气量Q和进气压力P的关系曲线图；
[0035]图3为进气压力P和劈裂长度L关系曲线图；
[0036]其中，1、空气压缩机；2、压力监测表；3、顶盖；4、密封桶；5、岩石试样；6、密封材料；7、气体流量监测表；8、进气管；9、裂隙；10、劈裂缝隙；11、出气口；12、出气管。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]本专利技术的目的是提供一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现岩石裂隙在高气压作用下的破坏情况及破坏规律的研究。
[0039]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0040]实施例一
[0041]如图1所示，本实施例提供一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，包括：密封桶4、顶盖3、气体压缩设备和出气管12。
[0042]密封桶4用于容置岩石试样5，岩石试样5的顶部设置有与岩石试样5的裂隙9相通的钻孔，钻孔为盲孔，钻孔除裂隙9之外的部位全部用密封材料6密封；密封材料6采用凡士林。
[0043]于本实施例中密封桶4本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，其特征在于，包括：密封桶，所述密封桶用于容置岩石试样，所述岩石试样的顶部设置有与岩石试样的裂隙相通的钻孔，所述钻孔为盲孔，所述钻孔除所述裂隙之外的部位全部用密封材料密封；顶盖，所述顶盖与所述密封桶的顶端能够拆卸地密封连接，所述岩石试样的顶面与所述顶盖密封连接；气体压缩设备，所述气体压缩设备的出气口通过进气管与所述顶盖上的进气孔相通，所述进气孔正对所述钻孔，所述进气管与所述顶盖密封连接；所述进气管上设置有压力监测表；所述密封桶的底部设置有与所述密封桶内部相通的出气口，所述出气口连接有出气管；所述出气口或所述出气管上设置有气体流量监测表。2.根据权利要求1所述的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，其特征在于：所述气体压缩设备采用空气压缩机。3.根据权利要求1所述的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，其特征在于：所述密封材料采用凡士林。4.根据权利要求1所述的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，其特征在于：所述岩石试样的顶面与所述顶盖之间设置有密封层，所述密封层的材料为凡士林。5.根据权利要求1所述的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，其特征在于：所述岩石试样呈圆柱状，所述密封桶呈圆柱形，所述岩石试样的外径与所述密封桶的内径相等，所述密封桶的底面到所述顶盖之间的距离与所述岩石试样的高度相等。6.根据权利要求1所述的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，其特征在于：所述密封桶能够承受至少15MPa的气压。7.一种测试岩石裂隙气压劈裂的方法，其特征在于，基于权利要求1
‑
6任意一项所述的测试岩石裂隙气压劈裂的实验装置，包括以下步骤：(1)在需要测试的岩体中...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆希，李跃涛，狄圣杰，姬阳，王伟，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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