CN105300846A - 一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于液体介质水压力测量技术领域，具体涉及一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法。本发明的方法将两块材质相同的裂隙介质上下摞列放置，二者接触面设置密封圈，水流从上位裂隙介质的进水口/出水口流入/流出，并在接触面的密封圈内部形成液体介质表面，通过水压力传感器测量不同位置处的液体介质表面水压力数据。本发明解决了现有技术仅能测定液体介质在进水口与出水口水压的技术问题；实现了液体介质渗透过程中表面水压的测定，能够可靠反映整个试验时间段内米级大尺度区域的裂隙介质渗透性能。

Description

一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法

技术领域

本发明属于液体介质水压力测量技术领域，具体涉及一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法。

背景技术

液体介质的水压力参数是液体介质的基本力学特性之一。水压力测试及相关研究属于裂隙介质基本力学特性的研究范畴，其对于液体介质在不同工况下的渗透特性研究起着基础性的指导作用。对于岩石类含裂隙的准脆性材料，渗透性能是决定工程岩体长期安全性的重要因素。评价工程岩体长期稳定性的渗透参数是通过监测流体进入裂隙岩体情况获得的，特别涉及到流体如何流入裂隙介质，流入流出裂隙介质流量的准确统计，以及液体介质表面水压力参数的准确测试，其对于研究裂隙介质的渗透特性具有至关重要的意义。因此，如何实现液体介质表面的水压力测定，特别是在较大的米级尺度范围内，是亟待解决的问题。

现有用于液体介质表面压力测试的方法，通过水压力传感器分别测定进水口处与出水口处的水压，间接得到液体介质的水压。故其测得的水压仅仅反映了该液体介质在进水口处与出水口处的水压，不能实现液体介质在渗透过程中表面水压的测定。因此，导致获得的水压力参数往往仅能反映参与测试的裂隙介质某一特定时间段、某一特定区域内的渗透性能，将其运用于工程上时并不准确，影响测量结果实际应用的科学性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有液体介质表面压力测试方法，仅能测定液体介质在进水口处与出水口处的水压，无法实现液体介质在渗透过程中表面水压的测定，进而导致获得的水压力参数往往仅能反映参与测试的裂隙介质某一特定时间段、某一特定区域内的渗透性能。

本发明的技术方案如下所述：

一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将两块材质相同的裂隙介质上下摞列放置，上位裂隙介质的下表面和下位裂隙介质的上表面形成接触面；上位裂隙介质上表面设有若干个进水口和若干个出水口，上位裂隙介质内部对应每个进水口设有连通上位裂隙介质上表面和接触面的进水通道，对应每个出水口设有连通上位裂隙介质上表面和接触面的出水通道；下位裂隙介质的上表面设有一圈凹槽，凹槽内放置密封圈，所述进水通道和出水通道在接触面的端口位置均包围于密封圈内部；上位裂隙介质还设有若干个通孔，通过通孔将水压力传感器放置在所述密封圈内部；

步骤2.水压力测量

水流从进水口流入进水通道，在接触面密封圈内部渗流形成液体介质表面，并通过出水通道从出水口流出；放置在密封圈内部的若干个水压力传感器测量液体介质表面不同位置处的水压力，并将测量数据传输至外部水压力数据采集器。

作为优选方案：步骤2中，通过控制进水口和出水口的流量，实现裂隙介质接触面处的水流全部处于密封圈内部。

作为优选方案：所述水压力传感器在通孔中通过连接线柱连接外部水压力数据采集器。

作为优选方案：所述裂隙介质接触面粗糙度、密封圈凹槽表面粗糙度及密封圈内部液体介质表面粗糙度的范围均为[0,1.6]。

作为优选方案：所述密封圈的直径范围为[0.3m,0.6m]。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，水压力传感器在两块裂隙介质接触面的密封圈里测量密封圈内部液体介质表面压力，实现了液体介质渗透过程中表面水压的测定，进而能够可靠反映整个试验时间段内米级大尺度区域的裂隙介质渗透性能；

(2)本发明的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，能够持续性的测量并获得液体介质表面水压力的参数数据，并有针对性的获得某特定位置液体介质水压力数据；

(3)本发明的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，测量步骤便捷，测量结果准确可靠，特别适合于岩石、混凝土类准脆性材料的渗透性能测试。

附图说明

图1为本发明方法的裂隙介质接触面俯视图。

图中，1-裂隙介质，2-进水口，3-出水口，4-密封圈，5-水压力传感器，6-连接线柱，7-液体介质表面。

图中，1-裂隙介质，2-密封圈，3-水压力传感器，4-连接线柱，5-液体介质表面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法进行详细说明。

实施例1

本实施例的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将两块材质相同的裂隙介质1上下摞列放置，上位裂隙介质1的下表面和下位裂隙介质1的上表面形成接触面；上位裂隙介质1上表面设有若干个进水口和若干个出水口，上位裂隙介质1内部对应每个进水口设有连通上位裂隙介质1上表面和接触面的进水通道，对应每个出水口设有连通上位裂隙介质1上表面和接触面的出水通道；如图1所示，下位裂隙介质1的上表面设有一圈凹槽，凹槽内放置密封圈2，所述进水通道和出水通道在接触面的端口位置均包围于密封圈2内部；上位裂隙介质1还设有若干个通孔，通过通孔将水压力传感器3放置在所述密封圈2内部。

步骤2.水压力测量

进水口通过压力泵与水源相连，出水口与排泄管道相连接；高压水从进水口流入进水通道，在接触面密封圈2内部渗流形成液体介质表面5，并通过出水通道从出水口流出。放置在密封圈2内部的若干个水压力传感器3测量液体介质表面5不同位置处的水压力，并将测量数据传输至外部水压力数据采集器。当密封圈2尺寸足够大，如直径为[0.3m,0.6m]，即可实现整个试验时间段、米级大尺度试验区域的测量。

需要指出的是，步骤2中，通过控制进水口和出水口的流量，实现裂隙介质1接触面处的高压水全部处于密封圈2内部。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

所述水压力传感器3在通孔中通过连接线柱4连接外部水压力数据采集器。

实施例3

本实施例与上述两个实施例的区别在于：

所述裂隙介质1接触面粗糙度、密封圈凹槽表面粗糙度及密封圈2内部液体介质表面5粗糙度的范围均为[0,1.6]。

Claims (5)

1.一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将两块材质相同的裂隙介质(1)上下摞列放置，上位裂隙介质(1)的下表面和下位裂隙介质(1)的上表面形成接触面；上位裂隙介质(1)上表面设有若干个进水口和若干个出水口，上位裂隙介质(1)内部对应每个进水口设有连通上位裂隙介质(1)上表面和接触面的进水通道，对应每个出水口设有连通上位裂隙介质(1)上表面和接触面的出水通道；下位裂隙介质(1)的上表面设有一圈凹槽，凹槽内放置密封圈(2)，所述进水通道和出水通道在接触面的端口位置均包围于密封圈(2)内部；上位裂隙介质(1)还设有若干个通孔，通过通孔将水压力传感器(3)放置在所述密封圈(2)内部；

步骤2.水压力测量

水流从进水口流入进水通道，在接触面密封圈(2)内部渗流形成液体介质表面(5)，并通过出水通道从出水口流出；放置在密封圈(2)内部的若干个水压力传感器(3)测量液体介质表面(5)不同位置处的水压力，并将测量数据传输至外部水压力数据采集器。

2.根据权利要求1所述的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，其特征在于：步骤2中，通过控制进水口和出水口的流量，实现裂隙介质(1)接触面处的水流全部处于密封圈(2)内部。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，其特征在于：所述水压力传感器(3)在通孔中通过连接线柱(4)连接外部水压力数据采集器。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，其特征在于：所述裂隙介质(1)接触面粗糙度、密封圈凹槽表面粗糙度及密封圈(2)内部液体介质表面(5)粗糙度的范围均为[0,1.6]。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于米级尺度区域液体介质表面压力测定的监测方法，其特征在于：所述密封圈(2)的直径范围为[0.3m,0.6m]。