CN102095652A - 一种剪切岩样渗透试验装置 - Google Patents

一种剪切岩样渗透试验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102095652A
CN102095652A CN 201110046283 CN201110046283A CN102095652A CN 102095652 A CN102095652 A CN 102095652A CN 201110046283 CN201110046283 CN 201110046283 CN 201110046283 A CN201110046283 A CN 201110046283A CN 102095652 A CN102095652 A CN 102095652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rock sample
cylinder barrel
ring
test device
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201110046283
Other languages
English (en)
Other versions
CN102095652B (zh
Inventor
缪协兴
陈占清
李顺才
刘玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN 201110046283 priority Critical patent/CN102095652B/zh
Publication of CN102095652A publication Critical patent/CN102095652A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102095652B publication Critical patent/CN102095652B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

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。

Description

一种剪切岩样渗透试验装置
技术领域
本发明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。
背景技术
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；（3）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。
发明内容
本发明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。
本发明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：本发明与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验。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是本发明剪切岩样渗流试验装置结构图。
1－下活塞，2－第三密封圈，3－第二密封圈，4－压头，5－排气塞，6－第一密封圈，7－挡环，8－排水通道，9－接管嘴，10－上活塞，11－透水板，12－定位环，13－密封环，14－缸筒，15－岩样。
具体实施方式
下面结合图1对本发明的一个实施例作进一步的说明：
本发明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O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。

Claims (4)

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）。
CN 201110046283 2011-02-28 2011-02-28 一种剪切岩样渗透试验装置 Expired - Fee Related CN102095652B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110046283 CN102095652B (zh) 2011-02-28 2011-02-28 一种剪切岩样渗透试验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110046283 CN102095652B (zh) 2011-02-28 2011-02-28 一种剪切岩样渗透试验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102095652A true CN102095652A (zh) 2011-06-15
CN102095652B CN102095652B (zh) 2013-01-02

Family

ID=44128833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110046283 Expired - Fee Related CN102095652B (zh) 2011-02-28 2011-02-28 一种剪切岩样渗透试验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102095652B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102901676A (zh) * 2012-10-31 2013-01-30 河海大学 一种竖向直接剪切试验装置
CN103645129A (zh) * 2013-12-30 2014-03-19 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种高温超低渗透率测量仪
CN104142277A (zh) * 2014-08-08 2014-11-12 重庆大学 一种土体扭转剪切渗透试验装置及测试方法
CN104260408A (zh) * 2014-07-24 2015-01-07 重庆大学 储层渗透介质热流固耦合多相流体压裂-渗流组合式压头
CN104596841A (zh) * 2015-01-16 2015-05-06 重庆大学 一种可视化三轴压力室结构及采集图像的处理方法
CN105004509A (zh) * 2015-07-30 2015-10-28 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 构造裂隙充填结构突水突泥试验装置
CN106353238A (zh) * 2016-10-31 2017-01-25 贵州大学 一种用于页岩岩样渗透性试验的辅助装置
CN107748127A (zh) * 2017-11-20 2018-03-02 中南大学 围岩破碎带渗流试验装置
CN108693047A (zh) * 2018-03-29 2018-10-23 大连理工大学 一种岩石裂隙剪切渗流实验的密封装置
CN111896447A (zh) * 2020-07-09 2020-11-06 河海大学 考虑温度作用的接触面大变形旋转剪切渗流试验装置及方法
CN112697671A (zh) * 2020-12-07 2021-04-23 四川大学 深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机及测试方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2532479Y (zh) * 2002-03-22 2003-01-22 中国矿业大学 一种岩石破坏过程渗透特性试验附加装置
CN1995960A (zh) * 2006-12-20 2007-07-11 中国矿业大学 弯曲岩样渗透试验装置
CN201429560Y (zh) * 2009-06-09 2010-03-24 西南交通大学 一种模拟防水膜材料受力作用下的抗渗透性能试验设备
CN202024937U (zh) * 2011-02-28 2011-11-02 中国矿业大学 一种剪切岩样渗透试验装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2532479Y (zh) * 2002-03-22 2003-01-22 中国矿业大学 一种岩石破坏过程渗透特性试验附加装置
CN1995960A (zh) * 2006-12-20 2007-07-11 中国矿业大学 弯曲岩样渗透试验装置
CN201429560Y (zh) * 2009-06-09 2010-03-24 西南交通大学 一种模拟防水膜材料受力作用下的抗渗透性能试验设备
CN202024937U (zh) * 2011-02-28 2011-11-02 中国矿业大学 一种剪切岩样渗透试验装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102901676A (zh) * 2012-10-31 2013-01-30 河海大学 一种竖向直接剪切试验装置
CN103645129A (zh) * 2013-12-30 2014-03-19 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种高温超低渗透率测量仪
CN104260408B (zh) * 2014-07-24 2016-02-24 重庆大学 储层渗透介质热流固耦合多相流体压裂-渗流组合式压头
CN104260408A (zh) * 2014-07-24 2015-01-07 重庆大学 储层渗透介质热流固耦合多相流体压裂-渗流组合式压头
CN104142277A (zh) * 2014-08-08 2014-11-12 重庆大学 一种土体扭转剪切渗透试验装置及测试方法
CN104596841A (zh) * 2015-01-16 2015-05-06 重庆大学 一种可视化三轴压力室结构及采集图像的处理方法
CN104596841B (zh) * 2015-01-16 2017-08-08 重庆大学 一种可视化三轴压力室结构的采集图像的处理方法
CN105004509A (zh) * 2015-07-30 2015-10-28 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 构造裂隙充填结构突水突泥试验装置
CN106353238A (zh) * 2016-10-31 2017-01-25 贵州大学 一种用于页岩岩样渗透性试验的辅助装置
CN107748127A (zh) * 2017-11-20 2018-03-02 中南大学 围岩破碎带渗流试验装置
CN108693047A (zh) * 2018-03-29 2018-10-23 大连理工大学 一种岩石裂隙剪切渗流实验的密封装置
CN111896447A (zh) * 2020-07-09 2020-11-06 河海大学 考虑温度作用的接触面大变形旋转剪切渗流试验装置及方法
CN112697671A (zh) * 2020-12-07 2021-04-23 四川大学 深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机及测试方法
CN112697671B (zh) * 2020-12-07 2022-08-09 四川大学 深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机及测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102095652B (zh) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102095652B (zh) 一种剪切岩样渗透试验装置
CN202024937U (zh) 一种剪切岩样渗透试验装置
CN102494981B (zh) 一种用于岩石的气体渗流—蠕变耦合试验方法
CN202330236U (zh) 一种气体渗流—蠕变的共同作用石力学试验装置
CN104596909B (zh) 多维加卸载多相孔隙介质强耦合损伤渗流实验方法
CN104407013B (zh) 测量气体爆炸对结构影响的实验装置
CN104132850B (zh) 页岩原位体积压裂试验系统
CN105445168A (zh) 一种沥青路面孔隙水压力模拟测试装置及方法
CN104749081A (zh) 低渗土体水压传递规律测试装置及其测试方法
CN2903970Y (zh) 一种弯曲岩样渗透试验装置
CN113803009B (zh) 一种用于大型率定岩样的高温高压环境模拟舱
CN103760040A (zh) 流固耦合煤岩剪切-渗流试验剪切滑动组合剪切盒
CN106289662A (zh) 一种钢管密封性充气加压检测装置
CN104155099A (zh) 低压水泵校验高压阀门耐压强度专用组合装置及校验方法
CN110779812A (zh) 一种降雨渗流和爆破振动耦合模拟软岩剪切流变试验剪切盒
CN110441221B (zh) 全直径页岩岩芯环形密封舱夹持装置及测量工艺
CN1995960B (zh) 弯曲岩样渗透试验装置
CN113418851B (zh) 一种渗流检测试验仪
CN211206175U (zh) 一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置
CN110529107A (zh) 煤层应变、渗流、驱替及射流综合试验装置及方法
CN104819924A (zh) 一种模拟水下隧道混凝土水压力渗透试验的仪器和试验方法
CN104266807A (zh) 大流量高压气源检测阀门气密性的方法
CN104155428B (zh) 一种污染土体剪切渗透试验装置
CN202793715U (zh) 简易快捷的阀门试压装置
CN208688754U (zh) 一种燃料电池电堆气密性检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130102

Termination date: 20170228