一种剪切岩样渗透试验装置制造方法及图纸

一种剪切岩样渗透试验装置，包括缸筒，缸筒内设有定位环，定位环的下方设有顶在岩样底端面的凸字形压头，凸字形压头与缸筒内壁所形成的环状空隙处设有排气塞，凸字形压头下部设有下活塞，下活塞和凸字形压头的中部开有注水通道；定位环的上部设有挡环，挡环的上部设有透水板，透水板的上部设有上活塞，上活塞上开有排水通道，排水通道的出口处设有接管嘴。岩样在渗透的同时发生剪切变形，在结构破坏的一瞬间，渗流速度发生急剧的变化，以此模拟突水的特征，并验证突水是伴随着结构破坏的渗流失稳过程。其结构简单，试验成本低，密封快速，性能可靠，具有广泛的实用性。

Seepage test device for shearing rock sample

A shear rock permeability test device, comprising a cylinder, a cylinder is provided with a positioning ring, a positioning ring is arranged below the top surface of the bottom convex shape in the sample pressure head, annular gap at the convex head and the cylinder wall formed by a vent plug, convex head bottom is provided with a piston, central the piston head and protruding open water channel; the upper part of the positioning ring with a retaining ring, the retaining ring is arranged on the upper part of the permeable plate, the upper permeable plate is provided with a piston, piston is arranged on the drainage channel, a drainage channel outlet nozzle. The core in the penetration of the shear deformation occurred at the same time, in a moment of structure failure, the seepage velocity change dramatically, in order to simulate the characteristics of water inrush, and verification of water inrush is accompanied by seepage structure failure process. The utility model has the advantages of simple structure, low test cost, fast sealing, reliable performance and wide practicability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种渗流试验装置，尤其是一种适用于岩石力学性质试验的剪切岩样 渗透试验装置。
技术介绍
为了模拟岩石真实的力学性质，配套使用岩石破坏过程渗透特性的试验装置，通 过MTS815系列岩石力学试验系统进行岩石破裂后稳态和瞬态渗透试验，来扩充MTS815系 列岩石力学试验系统的功能。目前能够进行的渗透试验有(1)标准岩样在围压和轴向载 荷共同作用下应力-应变全程的渗透试验；(2)单轴压缩破裂后的标准岩样的渗透特性 测试，这种岩样的裂隙充分扩展、几乎没有承载能力，实现岩样的密封必须设计专用装置；岩石散体压实过程中渗透特性测试。这些测试技术都不能模拟岩样破坏过程中渗透特 性的急剧变化。虽然弯曲岩样渗透特性测试能够再现岩样破坏过程中渗透特性的急剧变 化，但是由于岩样密封设计存在缺陷，往往不能达到预期的效果。其他实验技术只能反映岩 样渗透速度的数量变化，而不能反映流动状态的变化。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单，能模拟煤矿底 板突水特征的剪切岩样渗透试验装置。本专利技术的剪切岩样渗透试验装置，包括带有阶梯内孔的缸筒，缸筒阶梯台肩处设 有固定岩样的定位环，定位环的下方设有顶在岩样底端面的凸字形压头，凸字形压头与缸 筒内壁所形成的环状空隙处设有排气塞，凸字形压头下部设有与缸筒下部孔径相配合的下 活塞，下活塞和凸字形压头的中部开有连通岩样底部的注水通道；定位环的上部设有压住 岩样的挡环，挡环的上部设有开有多个透水孔的透水板，透水板的上部设有与缸筒上部孔 径相配合的上活塞，上活塞上开有连通透水板中部的排水通道，排水通道的出口处设有接 管嘴。所述的定位环与缸筒之间设有第一密封圈；上、下活塞与缸筒上、下部孔径相配合 之间分别设有第二密封圈；岩样与定位环之间设有密封环。有益效果本专利技术与MTS815系列岩石力学实验系统配套使用，能同时对岩样施加 剪力和渗透压差，即岩样在渗透的同时发生剪切破坏。一是通过上下活塞、压头、挡环和透 水板将力施加到岩样上，这样就使岩样发生剪切变形。二中通过岩石力学试验装置增压器 流出的水经过下活塞、压头流入岩样，并经挡环、透水板和上活塞从接管嘴排出。由于接管 嘴接外部大气，这样岩样中上下便产生压差；同时，由于密封圈的密封作用，从接管嘴排出 的水流量近似等于岩样中流量。在弯曲岩样渗透特性测试的基础上，改进了密封和排水方 式，增加了排气塞，并改进了缸筒内外部结构使得岩样安装和装置的装配更加方便。与已有 技术相比，具有良好的匹配性。在岩样破坏的一瞬间，渗流速度发生急剧的变化，以此模拟 突水的特征，并验证突水是伴随着结构破坏的渗流失稳过程，最适用于岩石力学性质的试3为剪切状态下岩样的渗透试验提供一种新的途径。其结构简单，试验成本低，密封快速， 性能可靠，具有广泛的实用性。附图说明图1是本专利技术剪切岩样渗流试验装置结构图。1 一下活塞，2 —第三密封圈，3 —第二密封圈，4 一压头，5 —排气塞，6 —第一密封 圈，7 —挡环，8 —排水通道，9 一接管嘴，10 一上活塞，11 一透水板，12 一定位环，13 一密封 环，14 一缸筒，15 —岩样。具体实施例方式下面结合图1对本专利技术的一个实施例作进一步的说明本专利技术的剪切岩样渗透试验装置，主要由下活塞1、压头4、排气塞5、挡环7，排水通道 8、接管嘴9、上活塞10、透水板11、定位环12、密封环13、缸筒14构成，缸筒14的孔径上大 下小，形成阶梯内孔，缸筒14阶梯内孔台肩处装有定位环12，定位环12内套装有岩样15， 岩样15与定位环12之间设有密封环13。定位环12与缸筒14之间设有第一密封圈6。定 位环12的下方装有顶在岩样15底端面的凸字形压头4，凸字形压头4与缸筒14内壁所形 成的环状空隙处设有排气塞5，凸字形压头4下部设有与缸筒14下部孔径相配合的下活塞 1，下活塞1和凸字形压头4的中部开有连通岩样15底部的注水通道；定位环12的上部设 有压住岩样15的挡环7，挡环7的上部设有开有多个透水孔的透水板11，透水板11的上部 设有与缸筒14上部孔径相配合的上活塞10，上、下活塞10、1与缸筒14上、下部孔径相配合 之间分别设有第二密封圈3。上活塞10上开有连通透水板11中部的排水通道8，排水通道 8的出口处设有接管嘴9，接管嘴9经连接管连接水箱；所有密封圈均采用0型橡胶密封圈。 缸筒14的阶梯内孔可以限制上活塞10沿缸筒14移动的距离，避免接管嘴9与缸筒14发 生干涉。工作时，连接MTS815系列岩石力学试验系统的轴向加载分系统，使上活塞10和下 活塞1相对于缸筒14上下移动，这时岩样15在挡环7和凸字形.压头4的作用下发生剪 切变形。在剪切变形的同时，通过MTS815系列岩石力学试验系统的孔隙压力分系统对岩样 进行渗透特性测试水经过下活塞1和凸字形压头4中部的注水通道进入岩样的孔隙，再经 过挡环7、上活塞10中部的排水通道8从接管嘴9排出。缸筒4内的岩样15同时受凸字 形.压头4和挡环7的剪力作用，岩样15在剪切变形的同时发生渗透，在结构破坏的一瞬 间，渗流速度发生急剧的变化，以此模拟突水的特征，并验证突水是伴随着结构破坏的渗流 失稳过程。权利要求1.一种剪切岩样渗透试验装置，其特征在于它包括带有阶梯内孔的缸筒(14)，缸筒 (14)阶梯台肩处设有固定岩样(15)的定位环(12)，定位环(12)的下方设有顶在岩样(15) 底端面的凸字形压头(4)，凸字形压头(4)与缸筒(14)内壁所形成的环状空隙处设有排气 塞(5)，凸字形压头(4)下部设有与缸筒(14)下部孔径相配合的下活塞(1)，下活塞(1)和 凸字形压头(4)的中部开有连通岩样(15)底部的注水通道；定位环(12)的上部设有压住岩 样(15)的挡环(7)，挡环(7)的上部设有开有多个透水孔的透水板(11)，透水板(11)的上 部设有与缸筒(14)上部孔径相配合的上活塞(10)，上活塞(10)上开有连通透水板(11)中 部的排水通道(8 )，排水通道(8 )的出口处设有接管嘴(9 )。2.根据权利要求1所述的剪切岩样渗透试验装置，其特征在于所述的定位环(12)与 缸筒(14)之间设有第一密封圈(6)。3.根据权利要求1所述的剪切岩样渗透试验装置，其特征在于上、下活塞(10、1)与缸 筒(14)上、下部孔径相配合之间分别设有第二密封圈(3)。4.根据权利要求1所述的剪切岩样渗透试验装置，其特征在于所述的岩样(15)与定 位环(12 )之间设有密封环(13 )。全文摘要一种剪切岩样渗透试验装置，包括缸筒，缸筒内设有定位环，定位环的下方设有顶在岩样底端面的凸字形压头，凸字形压头与缸筒内壁所形成的环状空隙处设有排气塞，凸字形压头下部设有下活塞，下活塞和凸字形压头的中部开有注水通道；定位环的上部设有挡环，挡环的上部设有透水板，透水板的上部设有上活塞，上活塞上开有排水通道，排水通道的出口处设有接管嘴。岩样在渗透的同时发生剪切变形，在结构破坏的一瞬间，渗流速度发生急剧的变化，以此模拟突水的特征，并验证突水是伴随着结构破坏的渗流失稳过程。其结构简单，试验成本低，密封快速，性能可靠，具有广泛的实用性。文档编号G01N15/08GK102095652SQ2011100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剪切岩样渗透试验装置，其特征在于：它包括带有阶梯内孔的缸筒（１４），缸筒（１４）阶梯台肩处设有固定岩样（１５）的定位环（１２），定位环（１２）的下方设有顶在岩样（１５）底端面的凸字形压头（４），凸字形压头（４）与缸筒（１４）内壁所形成的环状空隙处设有排气塞（５），凸字形压头（４）下部设有与缸筒（１４）下部孔径相配合的下活塞（１），下活塞（１）和凸字形压头（４）的中部开有连通岩样（１５）底部的注水通道；定位环（１２）的上部设有压住岩样（１５）的挡环（７），挡环（７）的上部设有开有多个透水孔的透水板（１１），透水板（１１）的上部设有与缸筒（１４）上部孔径相配合的上活塞（１０），上活塞（１０）上开有连通透水板（１１）中部的排水通道（８），排水通道（８）的出口处设有接管嘴（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪协兴，陈占清，李顺才，刘玉，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：32