一种岩石渗透试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种岩石渗透试验装置及试验方法

【技术实现步骤摘要】
一种岩石渗透试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程勘察
、
工程地质勘察
、
水文地质勘察
、
环境岩土工程
、
地下空间工程
、
科学研究的检测设备，具体是一种岩石渗透试验装置及试验方法
。

技术介绍

[0002]岩石的渗透系数是表征岩石渗透性的指标，是岩土工程勘察等领域研究岩体水文地质特性的重要参数，通过渗透性试验获得该参数
。
岩石渗透性强弱对水库渗漏
、
堤坝基的渗漏
、
矿坑排水
、
各类地下工程安全等都会产生影响
。
[0003]现有岩石的渗透试验装置存在以下几个问题：第一
、
围压使用的是油压，油压虽然可以很高，但在试验开始
、
试验过程和试验结束的每个环节中容易漏油，很容易污染实验室环境
。
实际不需要太高的围压，用水压或气压同样可以满足要求，且不存在对实验室环境的污染问题
。
[0004]第二
、
围压提供不稳定，由于所使用的柔性密封材料不具有完整的密封性，完全依靠油压来增大柔性材料与岩石试样装填组件之间的压力从而达到防渗，这种防渗方式不具有真正的密封性，容易使油在高压下从柔性材料与岩石试样装填组件之间的接触面上流出，导致漏油污染实验室环境问题
。
[0005]第三
、
供水水头有限，由于上述第一和第二原因，供水水头不够大，而岩石的渗透系数很小是需要较大水头才能提供试验效率，获得真正的渗透稀释值
。
[0006]为此，为了提高岩石渗透实验的效果，获得更加可靠的渗透系数，需要改进或创新供水方式
。

技术实现思路

[0007]针对上述技术问题，本专利技术提出一种岩石渗透试验装置及试验方法，该装置相比于现有岩石渗透试验装置来说，在内部防渗结构和供水系统进行改变，提高了渗透试验的效率，并且能够获得真实的渗透系数值
。
[0008]为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术手段：一种岩石渗透试验装置，包括：加压供水组件，包括供水箱和充气泵，所述供水箱上设有充气孔
、
卸压孔
、
以及出水孔，所述出水孔上通过第一耐压水管与岩石试样装填组件连接，第一耐压水管上设有第一阀门；所述岩石试样装填组件包括：顶盖
、
底座以及试样筒，其中，所述顶盖和底座上
、
下对称设置，所述试样筒设置于所述顶盖和底座之间，所述试样筒内设有放置岩石试样的试样通道；所述顶盖内设有进水通道以及放置第一透水石的第一透水石放置腔，第一透水石放置腔的上部一侧与所述进水通道连通；所述底座内设有放置第二透水石的第二透水石放置腔
、
以及设置于所述第二透水石放置腔底部的排水通道；
围压防渗组件，包括：一柔性防水套，所述柔性防水套主体为一与所述岩石试样外形相适配的套体，套接于所述岩石试样外部，套体上端具有沿套体径向往外延伸的第一水平延展部，套体下端具有沿套体径向往外延伸的第二水平延展部；高压水泵，通过第二耐压水管与试样筒侧壁的围压通水孔连接，柔性防水套外侧的所述第一水平延展部和第二水平延展部之间分隔出一个环形储液空间，由高压水泵通过所述第二耐压水管提供水，并施加压力，使柔性防水套的内壁与岩石试样紧密接触，防止渗透水流沿岩石试样侧面流动；高压水泵上设有第二压力表，第二耐压水管上设有第二阀门；锁紧组件，将岩石试样装填组件的顶盖
、
试样筒和底座完全压紧，且使柔性防水套的第一水平延展部压在顶盖和试样筒之间，第二水平延展部压在试样筒和底座之间，从而构成完整的围压防渗体系；量测组件，包括：第一压力表，设置在所述供水箱上，用于检测供水箱内的压力；第二压力表，设置在所述高压水泵上，用于检测高压水泵的供水压力；标尺，设置在供水箱内部，用来量测灌入供水箱内水的水层高度；容量瓶，设置在底座的底部排水孔下，用于收集从排水通道中流出的水；供水箱中的水通过所述第一耐压水管到顶盖的进水通道，再通过所述第一透水石进入到岩石试样，水透过岩石试样后又通过第二透水石进入排水通道，形成一个完整的透水过程
。
[0009]所述底座的底部设有支撑脚，所述容量瓶放置在岩石试样装填组件的底部，位于所述排水通道的正下方
。
[0010]所述供水箱的出水孔上连接有第一多通道阀，所述第一多通道阀的每个通道上分别通过一根所述第一耐压水管与一个所述岩石试样装填组件的进水通道连接；所述高压水泵的出水口上连接第二多通道阀，所述第二多通道阀的每个通道上分别通过一根所述第二耐压水管与一个所述岩石试样装填组件试样筒的围压通水孔连接
。
[0011]所述锁紧组件包括四组，四组锁紧组件沿顶盖周向均匀间隔布置，每组锁紧组件结构相同，均包括：螺杆，一端插入所述底座内，另一端穿过所述顶盖后通过吊环螺母进行紧固
。
[0012]所述第一透水石放置腔设置在所述顶盖的底部中心处，呈柱形，柱形的所述第一透水石放置腔的内径与所述第一透水石的外径相匹配
。
[0013]所述供水箱包括：供水箱顶盖，所述充气孔
、
卸压孔和压力表设置在所述供水箱顶盖上；供水箱体，所述供水箱顶盖和供水箱体之间通过法兰和紧固件连接，供水箱体的底部侧壁设置所述出水孔
。
[0014]所述柔性防水套的材质为乳胶或硅胶
。
[0015]本专利技术进一步公开一种基于所述岩石渗透试验装置的实验方法，包括以下步骤：（1）松开锁紧组件，卸下顶盖，再将柔性防水套和岩石试样放入相应位置后盖上顶盖，拧紧锁紧组件；（2）供水箱注水：
拧开第一阀门，在给供水箱注水时让水充满第一耐压水管和顶盖的进水通道，再次拧紧第一阀门后，继续给供水箱注水，使供水箱内水面位于标尺的刻度范围内，记录刻度值；（3）盖好供水箱的盖子，拧紧锁紧组件；（4）通过充气孔给供水箱内充气，达到预定压力后停止充气，关闭第一阀门，记录第一压力表的读数，并将压力值换算成供水水头值；（5）围压提供：打开高压水泵的第二阀门，用高压水泵将试样筒内由柔性防水套分隔出来的环形储液空间灌水，并加压到不小于
5MPa
；
(6) 打开供水箱的第一阀门，让水在压力下透过岩石试样，观测容量瓶水量的变化和实验时间，待容量瓶内水量变化达到要求后实验停止；（7）根据供水水头值
、
实验时间
、
水量和岩石试样截面积数据，按达西公式计算岩石的渗透系数
。
有益效果
[0016]第一．本专利技术岩石渗透试验装置，供水箱采用气动液压供水设计方案，渗透水头由供水箱内的液态水的水头和液面上方空腔中的气压组成，气压可以换算成水头，与液压水头共同构成渗透水头
。
这样的创新设计可以达成几个效果：一是整个装置不受实验室空间条件的限制，占用空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种岩石渗透试验装置，其特征在于，包括：加压供水组件，包括供水箱和充气泵，所述供水箱上设有充气孔
、
卸压孔
、
以及出水孔，所述出水孔上通过第一耐压水管与岩石试样装填组件连接，第一耐压水管上设有第一阀门；所述岩石试样装填组件包括：顶盖
、
底座以及试样筒，其中，所述顶盖和底座上
、
下对称设置，所述试样筒设置于所述顶盖和底座之间，所述试样筒内设有放置岩石试样的试样通道；所述顶盖内设有进水通道以及放置第一透水石的第一透水石放置腔，第一透水石放置腔的上部一侧与所述进水通道连通；所述底座内设有放置第二透水石的第二透水石放置腔
、
以及设置于所述第二透水石放置腔底部的排水通道；围压防渗组件，包括：一柔性防水套，所述柔性防水套主体为一与所述岩石试样外形相适配的套体，套接于所述岩石试样外部，套体上端具有沿套体径向往外延伸的第一水平延展部，套体下端具有沿套体径向往外延伸的第二水平延展部；高压水泵，通过第二耐压水管与试样筒侧壁的围压通水孔连接，柔性防水套外侧的所述第一水平延展部和第二水平延展部之间分隔出一个环形储液空间，由高压水泵通过所述第二耐压水管提供水，并施加压力，使柔性防水套的内壁与岩石试样紧密接触，防止渗透水流沿岩石试样侧面流动；高压水泵上设有第二压力表，第二耐压水管上设有第二阀门；锁紧组件，将岩石试样装填组件的顶盖
、
试样筒和底座完全压紧，且使柔性防水套的第一水平延展部压在顶盖和试样筒之间，第二水平延展部压在试样筒和底座之间，从而构成完整的围压防渗体系；量测组件，包括：第一压力表，设置在所述供水箱上，用于检测供水箱内的压力；第二压力表，设置在所述高压水泵上，用于检测高压水泵的供水压力；标尺，设置在供水箱内部，用来量测灌入供水箱内水的水层高度；容量瓶，设置在底座的底部排水孔下，用于收集从排水通道中流出的水；供水箱中的水通过所述第一耐压水管到顶盖的进水通道，再通过所述第一透水石进入到岩石试样，水透过岩石试样后又通过第二透水石进入排水通道，形成一个完整的透水过程
。2.
根据权利要求1所述的岩石渗透试验装置，其特征在于，所述底座的底部设有支撑脚，所述容量瓶放置在岩石试样装填组件的底部，位于所述排水通道的正下方
。3.
根据权利要求1所述的岩石渗透试验装置，其特征在于，所述供水箱的出水孔上连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建刚，
申请(专利权)人：苏州水环岩土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：