CN104316447A - 一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统及方法，属于一种岩土、地质的裂隙岩体或者孔隙介质渗流的测试系统及方法。分为渗流实验装置、应力和位移加载系统与数据采集系统三部分；渗流实验装置可装载方形裂隙岩体或预制混凝土裂隙试样，并由水泵提供动力构成测试循环渗流通路，渗流实验装置连接的进、出水管上设有控制阀门、蓄能器、过滤装置、压力和流量传感器；应力和位移加载系统装配有油泵驱动的液压油缸和梯形丝杆，液压油缸和梯形丝杆配以压力及位移传感器可实现压力与位移的精确调节及控制，通过法兰轴承、圆柱销、小钢珠构成互不相关的三自由度滑动系统使加载不受摩擦等不利因素的干扰；实验过程中得到的所有数据均被数据采集系统实时采集并记录。

Description

一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统及方法，特别适用于岩土、地质的裂隙岩体或者孔隙介质渗流的测试系统及方法。

背景技术

地下裂隙或者孔隙岩体的渗流特性对地下工程的设计和安全运行具有重要的影响。在自然条件下，含裂隙或孔隙岩土体的渗透特性与地下应力环境密切相关。有研究表明，裂隙宽度的微小改变将引起裂隙渗流量的巨大变化，裂隙开度受裂隙面上的应力控制。渗透压力也可以影响裂隙面的有效应力，为准确分析含裂隙或孔隙岩体的渗流问题，需要考虑应力与渗流的耦合作用。目前，应力对裂隙或孔隙岩土体渗透特性的影响尚需进行深入研究。现有仪器设备不具备长时间高渗透率、加载与渗流同时进行以及双向加载互不影响的特点。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统及方法，解决现有仪器设备不具备长时间高渗透率、加载与渗流同时进行以及双向加载互不影响的问题。

技术方案：本发明的裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，包括：渗流实验装置、应力和位移加载系统和数据采集系统；渗流实验装置与应力和位移加载系统连接，渗流实验装置与应力和位移加载系统的电控数据输送到数据采集系统，根据数据采集系统将采集到电控数据对渗流实验装置与应力和位移加载系统进行控制。

所述的渗流实验装置包括：过滤阀、电动试压泵、溢流阀、换向阀、限流阀、蓄能器、流量传感器、压力传感器、截止阀、贮水箱、水管、渗透仪装置、滤液阀和拓展接口；过滤阀、电动试压泵、换向阀、限流阀和流量传感器顺序连接，并连接有二个截止阀，一个截止阀连接到贮水箱内，一个截止阀与水管连接，在电动试压泵和换向阀之间通过溢流阀连接至水池内，在流量传感器两端或者在限流阀和储水箱之间的管道上连接有蓄能器和压力传感器，水管的另一端连接二个截止阀，一截止阀与贮水箱的底部连接，一个截止阀与渗透仪装置的上入口连接，在该截止阀上还通截止阀并联有拓展接口，渗透仪装置的下出口通过滤液阀连接至水池内。

所述的渗透仪装置包括：渗透仪上压头、梯形垫块、PVC密封带、带有圆形浅凹槽的渗透仪下压头和弹性垫块；渗透仪装置的下端到上端依次为带有圆形浅凹槽的渗透仪下压头、梯形垫块、弹性垫块、裂隙试样、弹性垫块、梯形垫块、渗透仪上压头，裂隙试样两端的梯形垫块与弹性垫块关于裂隙试样反对称放置；用PVC密封带把渗透仪的所有装置密封连接。

所述的裂隙试样为横截面为正方形的长方体多孔介质或相似模拟试样。

通过电动试压泵和贮水箱设备提供渗流水源，利用限流阀、溢流阀、换向阀以及压力与流量传感器调节渗透压力及流量。

所述的应力和位移加载系统包括：手动试压泵、液压油泵、液压油管、侧向液压加载装置、侧压反力架、轴压反力架、带压头和手轮的梯形螺杆、液压加载装置、位移传感器、液压油缸、球形压头支座、球形压头、平压板、圆柱销、小钢球、法兰轴承、直线光轴和侧压支架；在轴压反力架下底板上还连接有侧压支架，在侧压支架上固定有直线光轴，侧向液压加载装置通过法兰轴承连接在直线光轴上；手动试压泵和液压油泵并联，分别通过换向阀、液压油管与应力和位移加载装置连接，在液压油管上连接有蓄能器、压力传感器和液压油缸；侧向液压油缸外壳固定在侧压反力架一端底板，受液压油缸控制的球形压头支座顺序连接有球形压头、圆柱销和平压板，在侧压反力架另一端底板顺序连接圆柱销和平压板，在二平压板间为渗透仪装置；在球形压头支座和侧压反力架另一端底板之间连接有位移传感器；渗透仪装置的渗透仪下压头通过小钢球与带压头和手轮的梯形螺杆连接；侧向液压加载装置包括：液压油缸和球形压头支座，液压油缸和球形压头支座顺序连接；平压板在圆柱销上沿轴向加载方向滑动，小钢球在浅凹槽内自由滑动，法兰轴承沿直线光轴滑动，共同组成互不相关三自由度滑动系统。

所述的侧向液压加载装置通过法兰轴承、直线光轴和侧压支架与轴向位移加载系统固定在一起形成共同的加载空间，侧向液压加载装置随法兰轴承在直线光轴上滑动；渗透仪装置放置在共同加载空间内，渗透仪上压头固定在轴向反力架上底板；侧向液压加载装置由液压油泵和手动试压泵提供液压源，侧向压力从液压油缸依次通过球形压头支座、球形压头、圆柱销、平压板传递到渗透仪装置侧面，轴向位移通过梯形螺杆上的压头和小钢球施加在带有圆形浅凹槽渗透仪下压头上。

所述的数据采集系统包括：电源、电线、数据采集仪、RS485数据线和PC上位机；流量传感器、压力传感器和位移传感器通过电线与数据采集仪连接，数据采集仪通过RS485数据线与PC上位机连接；电源通过电线给传感器和数据采集仪供电；数据采集系统通过接线板和快速接头将电源、数据采集仪或模拟量采集卡集成于同一电箱，通过屏蔽线与传感器及上位机相连，实现实验过程中压力、位移和流量等数据的实时关联显示、采集和记录。

测试方法：                                                        

用PVC胶带密封好渗透仪装置并固定在侧向与轴向加载系统共有的空间内正确连接渗流实验装置管路，连接好传感器和数据采集系统，打开数据采集系统的电源进行实时数据显示、采集和记录；

开启渗流实验装置中的电动试压泵，打开截止阀，首先检查渗透仪装置和整个渗流回路是否密封良好；如发现渗透仪装置、阀门、水管或者传感器接口有漏水现象发生，应立即停止供水，重新密封漏水部位；

密封测试完成后即可进行裂隙试样渗透性实验，调节渗流回路中的溢流阀或限流阀，通过数据采集系统记录每次渗流稳定时的流量和渗透压力数据，得到裂隙试样在一定侧压力情况下的流量和渗透压力关系；

通过溢流阀或限流阀调定裂隙试样的渗透压力，调节位移加载系统对裂隙试样施加不同轴向压力，通过数据采集系统记录对应每种轴向压力的流量和渗透压力，得到轴向压力对裂隙试样渗透特性的影响规律；

通过溢流阀或限流阀调定裂隙试样的渗透压力，通过应力加载系统的溢流阀调定裂隙试样受到的侧向压力，利用带压头和手轮的梯形螺杆对渗透仪装置施加一定的轴向位移，在梯形垫块和弹性垫块的作用下，裂隙试样两个裂隙面之间发生剪切滑动，通过数据采集系统记录对应每种剪切位移的流量和渗透压力，得到剪切位移对裂隙试样渗透特性的影响规律；

完成后，首先关闭水源及液压源，关闭数据采集系统，然后将渗透仪装置从应力和位移加载系统的测试空间中取出，打开渗透仪装置并取出裂隙试样，拍照记录试样渗流测试后的变形或破坏特征。

有益效果：由于采用了上述方案，本发明不仅能测量现有岩土体渗流实验所需的各种数据，尤其能进行应力、变形和渗流特性的耦合特性测试，为应力对含裂隙或孔隙岩土体渗流特性的影响以及渗流与应力耦合特性的深入研究提供了一种有效的测试手段。

其有益效果具体体现在：

1. 本实验系统不仅可进行排水和不排水条件下应力与渗流耦合特性的测试，在渗透性测试进行的同时，改变裂隙试样的应力状态，研究应力动态变化对岩土体渗透特性的影响。

2. 本实验系统采用混凝土预制裂隙试样或天然裂隙试样，根据研究的问题的不同，制作相应几何尺寸或空间分布的裂隙，弥补现有含裂隙岩土体渗透性测试的不足。

3.在预制裂隙试样的裂隙空间之中预先加入颗粒或各种多孔介质材料，研究充填裂隙渗流与应力的耦合特征。

4. 应力和位移加载系统配备的球形侧向压头与圆柱销有利于消除由裂隙面法向压力分布不均匀而造成的测试结果偏差，轴向压头与渗透仪之间的小刚球有利于消除带压头和手轮的梯形螺杆转动对渗透仪的影响。

5. 当需测试气体渗透特性时，实验系统渗流测试部分的管路和接头更换为气体软管和气动接头，满足气体渗透性及应力渗流耦合特性的测试。

6. 本实验系统将水源和气源同时接入渗透测试管路，有效测试裂隙试样气、液两相渗流与应力的耦合特性。

7. 本实验系统在渗流实验进行时，通过调节液压油泵和手动试压泵精确加载实现应力加载与渗流同时进行；通过调节带压头和手轮的梯形螺杆改变裂隙岩体沿裂隙方向的位移，实现边剪边渗。

8. 本实验系统相对于MTS 系列电液伺服岩石试验系统等，不受渗流介质体积的限制，具有长时间实验的能力，尤其适用于高渗透率实验。

9. 本实验系统采用相对独立的侧向与轴向加载系统，试验时改变加载相互之间不会产生影响，不受加载装置的干扰。

10 相对于现有的含裂隙或孔隙岩土体渗流测试系统，本实验系统结构简单，规模小，经济，便于拆解、搬运、装配和维修，尤其方便开展二次开发和利用。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明的渗透仪装置主视剖面图。

图3是本发明的应力和位移加载装置主视剖面图。

图中：1-1、过滤阀；1-2、电动试压泵；1-3、溢流阀；1-4、换向阀；1-5、限流阀；1-6、蓄能器；1-7、流量传感器；1-8、压力传感器；1-9、截止阀；1-10、贮水箱；1-11、水管；1-12、渗透仪装置；1-13、滤液阀；1-14、渗透仪上压头；1-15、梯形垫块；1-16、PVC密封带；1-17、带有圆形浅凹槽的渗透仪下压头；1-18、弹性垫块；1-19、裂隙试样；1-20、拓展接口；2-1、手动试压泵；2-2、液压油泵；2-3、液压油管；2-4、侧向液压加载装置；2-5、侧压反力架；2-6、轴压反力架；2-7、带压头和手轮的梯形螺杆；2-8、液压加载装置；2-9、位移传感器；2-10、液压油缸；2-11、球形压头支座；2-12、球形压头；2-13、平压板；2-14、圆柱销；2-15、小钢球；2-16、法兰轴承；2-17、直线光轴；2-18、侧压支架；2-19、轴压反力架下顶板；3、数据采集系统；3-1、电线；3-2、RS485数据线；3-3、PC上位机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实例作进一步的描述：

测试系统包括：渗流实验装置、应力和位移加载系统和数据采集系统；渗流实验装置与应力和位移加载系统连接，渗流实验装置与应力和位移加载系统的电控数据输送到数据采集系统，根据数据采集系统将采集到电控数据对渗流实验装置与应力和位移加载系统进行控制。

所述的渗流实验装置包括：过滤阀1-1、电动试压泵1-2、溢流阀1-3、换向阀1-4、限流阀1-5、蓄能器1-6、流量传感器1-7、压力传感器1-8、截止阀1-9、贮水箱1-10、水管1-11、渗透仪装置1-12、滤液阀1-13和拓展接口1-20；过滤阀1-1、电动试压泵1-2、换向阀1-4、限流阀1-5和流量传感器1-7顺序连接，并连接有二个截止阀1-9，一个截止阀连接到贮水箱1-10内，一个截止阀与水管1-11连接，在电动试压泵1-2和换向阀1-4之间通过溢流阀1-3连接至水池内，在流量传感器1-7两端或者在限流阀1-5和储水箱1-10之间的管道上连接有蓄能器1-6和压力传感器1-8，水管1-11的另一端连接二个截止阀，一截止阀与贮水箱1-10的底部连接，一个截止阀与渗透仪装置1-12的上入口连接，在该截止阀上还通截止阀并联有拓展接口1-20，渗透仪装置1-12的下出口通过滤液阀1-13连接至水池内；

所述的渗透仪装置1-12包括：渗透仪上压头1-14、梯形垫块1-15、PVC密封带1-16、带有圆形浅凹槽的渗透仪下压头1-17和弹性垫块1-18；渗透仪装置的下端到上端依次为带有圆形浅凹槽的渗透仪下压头1-17、梯形垫块1-15、弹性垫块1-18、裂隙试样1-19、弹性垫块1-18、梯形垫块1-15、渗透仪上压头1-14，裂隙试样1-19两端的梯形垫块1-15与弹性垫块1-18关于裂隙试样1-19反对称放置；用PVC密封带1-16把渗透仪的所有装置密封连接完成渗透仪装置的装配。

通过电动试压泵1-2和贮水箱1-10设备提供渗流水源，利用限流阀1-5、溢流阀1-3、换向阀1-4以及压力与流量传感器调节渗透压力及流量。

所述的裂隙试样为横截面为正方形的长方体多孔介质或相似模拟试样。

所述的应力和位移加载系统包括：手动试压泵2-1、液压油泵2-2、液压油管2-3、侧向液压加载装置2-4、侧压反力架2-5、轴压反力架2-6、带压头和手轮的梯形螺杆2-7、液压加载装置2-8、位移传感器2-9、液压油缸2-10、球形压头支座2-11、球形压头2-12、平压板2-13、圆柱销2-14、小钢球2-15、法兰轴承2-16、直线光轴2-17和侧压支架2-18；在轴压反力架下底板2-19上还连接有侧压支架2-18，在侧压支架2-18上固定有直线光轴2-17，侧向液压加载装置2-4通过法兰轴承2-16连接在直线光轴2-17上；手动试压泵2-1和液压油泵2-2并联，分别通过换向阀1-4、液压油管2-3与应力和位移加载装置连接，在液压油管2-3上连接有蓄能器、压力传感器1-8和液压油缸2-10；侧向液压油缸2-8外壳固定在侧压反力架2-5一端底板，受液压油缸2-8控制的球形压头支座2-11顺序连接有球形压头2-12、圆柱销2-14和平压板2-13，在侧压反力架2-5另一端底板顺序连接圆柱销2-14和平压板2-13，在二平压板2-13间为渗透仪装置1-12；在球形压头支座2-11和侧压反力架2-5另一端底板之间连接有位移传感器2-9；渗透仪装置的渗透仪下压头1-17通过小钢球2-15与带压头和手轮的梯形螺杆2-7连接；液压加载装置2-8包括：液压油缸2-10和球形压头支座2-11，液压油缸2-10和球形压头支座2-11顺序连接。平压板2-13在圆柱销2-14上沿轴向加载方向滑动，小钢球2-15在浅凹槽内自由滑动，法兰轴承2-16沿直线光轴2-17滑动，共同组成互不相关三自由度滑动系统。

所述的侧向液压加载装置通过法兰轴承2-16与侧向支架2-18和轴向位移加载系统固定在一起形成共同的加载空间，侧向液压加载装置随法兰轴承2-16在直线光轴2-17上滑动；法兰轴承2-16、圆柱销2-14、小钢球2-15构成了加载系统互不相关三自由度滑动。渗透仪装置1-12放置在共同加载空间内，渗透仪上压头1-14固定在轴向反力架上底板；侧向应力加载装置由液压油泵2-2和手动试压泵2-1提供液压源，侧向压力从液压油缸2-10依次通过球形压头支座2-11、球形压头2-12、圆柱销2-14、平压板2-13传递到渗透仪装置1-12侧面，使得侧向应力始终均匀加载到裂隙试样1-19侧面，不受侧向加载装置2-4的影响。轴向位移通过梯形螺杆上的压头和小钢球2-15施加在带有圆形浅凹槽渗透仪下压头1-17上，使得渗透仪装置1-12位置形状不受轴向位移加载的影响。

所述的数据采集系统包括：电源、电线3-1、数据采集仪、RS485数据线3-2和PC上位机3-3；流量传感器1-7、压力传感器1-8和位移传感器2-9通过电线3-1与数据采集仪连接，数据采集仪通过RS485数据线3-2与PC上位机3-3连接；电源通过电线3-1给传感器和数据采集仪供电；数据采集系统通过接线板和快速接头将电源、数据采集仪或模拟量采集卡集成于同一电箱，通过屏蔽线与传感器及上位机相连，实现实验过程中压力、位移和流量等数据的实时关联显示、采集和记录。

测试方法：                                                        

用PVC胶带1-16密封好渗透仪装置1-12，将渗透仪装置1-12接入轴压反力架2-6和侧压反力架2-5加载空间之中，正确连接渗流实验装置管路，连接好传感器和数据采集系统3，打开数据采集系统3的电源进行实时数据显示、采集和记录；渗透仪上压头固定在轴向反力架上底板上，连接和装配应力和位移加载系统管路，通过换向阀选定手动试压泵2-1以调节侧向球形压头位置2-12，使平压板2-13与渗透仪1-12侧面相接触，调节带压头和手轮的梯形螺杆2-7，使渗透仪装置下压头1-17抵住梯形螺杆所带的轴向压头。

开启渗流实验装置中的电动试压泵1-2，打开截止阀，首先检查渗透仪装置和整个渗流回路是否密封良好；如发现渗透仪装置1-12、阀门、水管1-11或者传感器接口有漏水现象发生，应立即停止供水，重新密封漏水部位；

密封测试完成后即可进行裂隙试样1-19渗透性实验，调节渗流回路中的溢流阀1-3或限流阀1-5，通过数据采集系统3记录每次渗流稳定时的流量和渗透压力数据，得到裂隙试样1-19在一定侧压力情况下的流量和渗透压力关系；

通过溢流阀1-3或限流阀1-5调定裂隙试样1-19的渗透压力，调节位移加载系统对裂隙试样施加不同轴向压力，通过数据采集系统3记录对应每种轴向压力的流量和渗透压力，得到轴向压力对裂隙试样1-19渗透特性的影响规律；

通过溢流阀1-3或限流阀1-5调定裂隙试样1-19的渗透压力，通过应力加载系统的溢流阀调定裂隙试样受到的侧向压力，利用带压头和手轮的梯形螺杆2-7对渗透仪装置1-12施加一定的轴向位移，在梯形垫块1-15和弹性垫块1-18的作用下，裂隙试样1-19两个裂隙面之间发生剪切滑动，通过数据采集系统3记录对应每种剪切位移的流量和渗透压力，得到剪切位移对裂隙试样1-19渗透特性的影响规律；

完成后，首先关闭水源及液压源，关闭数据采集系统3，然后将渗透仪装置1-12从应力和位移加载系统的测试空间中取出，打开渗透仪装置1-12并取出裂隙试样1-19，拍照记录试样渗流测试后的变形或破坏特征。

Claims (8)

1.一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，其特征在于：测试系统包括：渗流实验装置、应力和位移加载系统和数据采集系统；渗流实验装置与应力和位移加载系统连接，渗流实验装置与应力和位移加载系统的电控数据输送到数据采集系统，根据数据采集系统采集到电控数据对渗流实验装置与应力和位移加载系统进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，其特征在于：所述的渗流实验装置包括：过滤阀、电动试压泵、溢流阀、换向阀、限流阀、蓄能器、流量传感器、压力传感器、截止阀、贮水箱、水管、渗透仪装置、滤液阀和拓展接口；过滤阀、电动试压泵、换向阀、限流阀和流量传感器顺序连接，并连接有二个截止阀，一个截止阀连接到贮水箱内，一个截止阀与水管连接，在电动试压泵和换向阀之间通过溢流阀连接至水池内，在流量传感器两端或者在限流阀和储水箱之间的管道上连接有蓄能器和压力传感器，水管的另一端连接二个截止阀，一截止阀与贮水箱的底部连接，一个截止阀与渗透仪装置的上入口连接，在该截止阀上还通截止阀并联有拓展接口，渗透仪装置的下出口通过滤液阀连接至水池内。

3.根据权利要求2所述的一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，其特征在于：所述的渗透仪装置包括：渗透仪上压头、梯形垫块、PVC密封带、带有圆形浅凹槽的渗透仪下压头和弹性垫块；渗透仪装置的下端到上端依次为带有圆形浅凹槽的渗透仪下压头、梯形垫块、弹性垫块、裂隙试样、弹性垫块、梯形垫块、渗透仪上压头，裂隙试样两端的梯形垫块与弹性垫块关于裂隙试样反对称放置；用PVC密封带把渗透仪的所有装置密封连接。

4.根据权利要求3所述的一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，其特征在于：所述的裂隙试样为横截面为正方形的长方体多孔介质或相似模拟试样。

5.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，其特征在于：所述的应力和位移加载系统包括：手动试压泵、液压油泵、液压油管、侧向液压加载装置、侧压反力架、轴压反力架、带压头和手轮的梯形螺杆、液压加载装置、位移传感器、液压油缸、球形压头支座、球形压头、平压板、圆柱销、小钢球、法兰轴承、直线光轴和侧压支架；在轴压反力架下底板上还连接有侧压支架，在侧压支架上固定有直线光轴，侧向液压加载装置通过法兰轴承连接在直线光轴上；手动试压泵和液压油泵并联，分别通过换向阀、液压油管和应力与位移加载装置连接，在液压油管上连接有蓄能器、压力传感器和液压油缸；侧向液压油缸外壳固定在侧压反力架一端底板，受液压油缸控制的球形压头支座顺序连接有球形压头、圆柱销和平压板，在侧压反力架另一端底板顺序连接圆柱销和平压板，在二平压板间为渗透仪装置；在球形压头支座和侧压反力架另一端底板之间连接有位移传感器；渗透仪装置的渗透仪下压头通过小钢球与带压头和手轮的梯形螺杆连接；液压加载装置包括：液压油缸和球形压头支座顺序连接；平压板在圆柱销上沿轴向加载方向滑动，小钢球在浅凹槽内自由滑动，法兰轴承沿直线光轴滑动，共同组成互不相关三自由度滑动系统。

6.根据权利要求5所述的一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，其特征在于：所述的侧向液压加载装置通过法兰轴承、直线光轴和侧压支架与轴向位移加载系统固定在一起形成共同的加载空间，侧向液压加载装置随法兰轴承在直线光轴上滑动；渗透仪装置放置在共同加载空间内，渗透仪上压头固定在轴向反力架上底板；侧向液压加载装置由液压油泵和手动试压泵提供液压源，侧向压力从液压油缸依次通过球形压头支座、球形压头、圆柱销、平压板传递到渗透仪装置侧面，轴向位移通过梯形螺杆上的压头和小钢球施加在带有圆形浅凹槽渗透仪下压头上。

7.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统，其特征在于：所述的数据采集系统包括：电源、电线、数据采集仪、RS485数据线和PC上位机；流量传感器、压力传感器和位移传感器通过电线与数据采集仪连接，数据采集仪通过RS485数据线与PC上位机连接；电源通过电线给传感器和数据采集仪供电；数据采集系统通过接线板和快速接头将电源、数据采集仪或模拟量采集卡集成于同一电箱，通过屏蔽线与传感器及上位机相连，实现实验过程中压力、位移和流量等数据的实时关联显示、采集和记录。

8.一种利用权利要求1所述的裂隙岩体应力与渗流耦合测试系统的方法，其特征是：测试方法包括：

用PVC胶带密封好渗透仪装置并固定在侧向与轴向加载系统共有的空间内，正确连接渗流实验装置管路，连接好传感器和数据采集系统，打开数据采集系统的电源进行实时数据显示、采集和记录；

开启渗流实验装置中的电动试压泵，打开截止阀，首先检查渗透仪装置和整个渗流回路是否密封良好；如发现渗透仪装置、阀门、水管或者传感器接口有漏水现象发生，应立即停止供水，重新密封漏水部位；

密封测试完成后即可进行裂隙试样渗透性实验，调节渗流回路中的溢流阀或限流阀，通过数据采集系统记录每次渗流稳定时的流量和渗透压力数据，得到裂隙试样在一定侧压力情况下的流量和渗透压力关系；

通过溢流阀或限流阀调定裂隙试样的渗透压力，调节位移加载系统对裂隙试样施加不同轴向压力，通过数据采集系统记录对应每种轴向压力的流量和渗透压力，得到轴向压力对裂隙试样渗透特性的影响规律；

通过溢流阀或限流阀调定裂隙试样的渗透压力，通过应力加载系统的溢流阀调定裂隙试样受到的侧向压力，利用带压头和手轮的梯形螺杆对渗透仪装置施加一定的轴向位移，在梯形垫块和弹性垫块的作用下，裂隙试样两个裂隙面之间发生剪切滑动，通过数据采集系统记录对应每种剪切位移的流量和渗透压力，得到剪切位移对裂隙试样渗透特性的影响规律；

完成后，首先关闭水源及液压源，关闭数据采集系统，然后将渗透仪装置从应力和位移加载系统的测试空间中取出，打开渗透仪装置并取出裂隙试样，拍照记录试样渗流测试后的变形或破坏特征。