CN105466828A - 一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于液体介质水压力测量技术领域，具体涉及一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法。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通孔流入/流出，并在接触面的密封圈内部形成渗流区域。本发明解决了现有技术仅能反映包裹空腔内部裂隙岩体渗透性能的技术问题，通过下位裂隙岩体上表面的密封圈得以保证水流在试验过程中始终密封在该区域内部，渗透性能测试结果能够准确反映裂隙岩体自身在力学作用下的力学性能，适用于米级尺度及米级以上尺度的裂隙岩体耐高渗压密封。

Description

一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法

技术领域

本发明属于裂隙介质水压力测量技术领域，具体涉及一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法。

背景技术

裂隙介质在一定加载压力作用下的渗水试验是裂隙介质的基本力学特性试验。裂隙介质的渗透系数、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，其对于裂隙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裂隙岩体在法向或切向等不同应力作用下的渗透试验获得的。确保裂隙介质在不同应力作用下的渗透试验均能达到密封，是准确测试裂隙岩体渗透性能的前提，其对于研究裂隙介质的渗透特性具有至关重要的意义。特别是在剪切作用下的渗透试验，更是需要深入研究。因此，如何实现裂隙介质在剪切滑动过程中耐高渗压的密封，是亟待解决的问题。

现有用于裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，是将裂隙岩体包裹在一定体积的空腔内，从空腔外部对空腔进行密封，间接地保证了裂隙岩体的密封。故其采用的密封方法仅仅反映了包裹空腔内部的裂隙岩体在不同力学作用下的渗透性能，并不能反映裂隙岩体自身在力学作用下的力学性能。更重要的是，这种方法具有很大的局限性，其只能在裂隙岩体较小体积下采用，并不适用于米级尺度及米级以上尺度的裂隙岩体密封。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，仅反映了包裹空腔内部的裂隙岩体在不同力学作用下的渗透性能，并不能反映裂隙岩体自身在力学作用下的力学性能。

本发明的技术方案如下所述：

一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将两块材质相同的岩体上下摞列放置，上位裂隙岩体的下表面和下位裂隙岩体的上表面形成接触面；下位裂隙岩体的上表面设有一圈凹槽，凹槽内放置密封圈；上位裂隙岩体内部上下贯通钻取若干通孔，并且通孔的下端面均包含在下位裂隙岩体密封圈所围住的区域内；

步骤2.剪切作用下耐高渗压密封

水流从上位裂隙岩体的部分通孔流入，在接触面密封圈内部渗流，进而通过上位裂隙岩体的其余部分通孔流出。

作为优选方案：步骤2中，上位裂隙岩体、下位裂隙岩体之间接触面处的水流始终全部处于密封圈内部。

作为优选方案：所述上位裂隙岩体的通孔在上位裂隙岩体内部呈矩阵分布。

作为优选方案：上位裂隙岩体、下位裂隙岩体之间接触面粗糙度、密封圈凹槽表面粗糙度及密封圈内部水流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)本发明的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，通过下位裂隙岩体上表面的密封圈得以保证水流在试验过程中始终密封在该区域内部，渗透性能测试结果能够准确反映裂隙岩体自身在力学作用下的力学性能；

(2)本发明的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，无需借助一定体积的空腔包裹，适用于米级尺度及米级以上尺度的裂隙岩体耐高渗压密封；

(3)本发明的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，能够持续性地测量并获得液体介质表面水压力的参数数据，并有针对性地获得某特定位置液体介质水压力数据；

(4)本发明的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，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为本发明方法的上、下位裂隙岩体放置图；

图2为本发明方法的上位裂隙岩体内部及表面构造图；

图3为本发明方法的下位裂隙岩体内部及表面构造图。

图中，1-上位裂隙岩体，2-下位裂隙岩体，3-通孔，4-通孔下端面，5-密封圈，6-渗流区域，7-接触面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法进行详细说明。

实施例1

本实施例的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，包括以下步骤：

步骤1.设备布局

如图1所示，将两块材质相同的岩体上下摞列放置，上位裂隙岩体1的下表面和下位裂隙岩体2的上表面形成接触面7；下位裂隙岩体2的上表面设有一圈凹槽，凹槽内放置密封圈5；上位裂隙岩体1内部上下贯通钻取若干通孔3，并且通孔3的下端面4均包含在下位裂隙岩体2密封圈5所围住的区域内。

步骤2.剪切作用下耐高渗压密封

水流从上位裂隙岩体1的部分通孔3流入，在接触面7密封圈5内部渗流，进而通过上位裂隙岩体1的其余部分通孔3流出；接触面7处，水流自始至终处于密封圈5内部，通过该密封圈5，达到密封效果。

需要指出的是，步骤2中，通过控制剪切路径长度，即通过在水平面内上位裂隙岩体1和下位裂隙岩体2在左右方向或者前后方向的错动，实现上、下位裂隙岩体2接触面7处的水流始终全部处于密封圈5内部。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

如图2所示，所述上位裂隙岩体1的通孔3在上位裂隙岩体1内部呈矩阵分布。

实施例3

本实施例与上述两个实施例的区别在于：

所述上、下位裂隙介质接触面7粗糙度、密封圈5凹槽表面粗糙度及密封圈5内部水流介质表面粗糙度的范围均为0-1.6；所述密封圈5的直径范围为0.3m-0.6m。

Claims (5)

1.一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将两块材质相同的岩体上下摞列放置，上位裂隙岩体(1)的下表面和下位裂隙岩体(2)的上表面形成接触面(7)；下位裂隙岩体(2)的上表面设有一圈凹槽，凹槽内放置密封圈(5)；上位裂隙岩体(1)内部上下贯通钻取若干通孔(3)，并且通孔(3)的下端面(4)均包含在下位裂隙岩体(2)密封圈(5)所围住的区域内；

步骤2.剪切作用下耐高渗压密封

水流从上位裂隙岩体(1)的部分通孔(3)流入，在接触面(7)密封圈(5)内部渗流，进而通过上位裂隙岩体(1)的其余部分通孔(3)流出。

2.根据权利要求1所述的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，其特征在于：步骤2中，上位裂隙岩体(1)、下位裂隙岩体(2)之间接触面(7)处的水流始终全部处于密封圈(5)内部。

3.根据权利要求1或2所述的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，其特征在于：所述上位裂隙岩体(1)的通孔(3)在上位裂隙岩体(1)内部呈矩阵分布。

4.根据权利要求1或2所述的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，其特征在于：上位裂隙岩体(1)、下位裂隙岩体(2)之间接触面(7)粗糙度、密封圈(5)凹槽表面粗糙度及密封圈(5)内部水流介质表面粗糙度的范围均为0-1.6。

5.根据权利要求1或2所述的一种裂隙岩体在剪切作用下耐高渗压的密封方法，其特征在于：所述密封圈(5)的直径范围为0.3m-0.6m。