CN105717015A - 米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于裂隙介质渗透性能测试技术领域，具体涉及一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法。本发明的方法包括以下步骤：米级尺度上部岩体与米级尺度下部岩体上下叠置；上部岩体设有若干通孔；下部岩体上表面包括接触区和试验凹区，试验凹区被接触区包围，水平方向上试验凹区高度低于接触区高度，上部岩体通孔的位置均处于下部岩体试验凹区对应的范围内；水流经上部岩体通孔流入下部岩体试验凹区内部，形成水流流经区域，并从试验凹区内部流出上部岩体；采用流量监测器及水压力传感器获得渗透试验参数。本发明解决了现有方法难以对较大尺度裂隙岩体进行渗透性能测试的技术问题，能够实现对米级尺度岩体渗透特性的准确测定。

Description

米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法

技术领域

本发明属于裂隙介质渗透性能测试技术领域，具体涉及一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法。

背景技术

介质的渗透特性是介质的基本力学特性。渗流研究属于裂隙介质基本力学特性的研究范畴，其对于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进行裂隙岩体的渗透试验获得的，特别涉及到大尺度(米级尺度)岩体的的渗透性能，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，如何在米级尺度的岩体中进行岩石的渗透试验是本领域亟待解决的问题。

现有用于岩体渗透性能测试的试验方法的测试对象为较小尺度(厘米级尺度)裂隙岩体，采用的测试方法是包裹体测量，即将裂隙岩体包裹在一定体积的空腔内，从空腔一端注水，从空腔另一端出水。包裹体测量测得的渗透性能仅反映了该裂隙岩体在这一空腔内的渗透性，并不能直接反映该裂隙岩体自身的渗透性，尤其不能正确反映较大尺度(米级尺度)裂隙岩体的渗透特性。因此，现有裂隙岩体的渗透性能测试方法运用于工程上时测试结果并不准确，直接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：提供一种可用于米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，能够实现对米级尺度岩体渗透特性的准确测定工作，并便于根据试验的需要调整裂隙岩体的尺度大小。

本发明的技术方案如下所述：

一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将待测试岩体分为上下两块，上部岩体与下部岩体尺寸相同，长、宽能够分别达到米级尺度，上下对齐叠置；

上部岩体设有若干个通孔，其中一部分通孔为水流注入通道，其余部分通孔为水流流出通道；

下部岩体的上表面包括接触区和试验凹区，试验凹区被接触区包围，水平方向上试验凹区高度低于接触区高度，接触区与试验凹区之间设有密封凹槽；

叠置时下部岩体上表面的接触区与上部岩体下表面紧密接触，上部岩体所述通孔的位置均处于下部岩体试验凹区对应的范围内，即下部岩体水流流经区域处于试验凹区内；

步骤2.渗透性能测试

水流经上部岩体水流注入通道自上而下流入下部岩体试验凹区内部，形成下部岩体水流流经区域；并从试验凹区内部通过上部岩体水流流出通道自下而上流出上部岩体；采用流量监测器及水压力传感器获得流入、流出水流的流速、流量及水压等渗透试验参数。

作为优选方案：步骤1中，上部岩体下表面经磨平抛光，下部岩体上表面的接触区经磨平抛光。

作为优选方案：步骤1中，上部岩体设有的若干个通孔，孔径一致、上下垂直贯通。

作为优选方案：步骤2中，采用水压控制装置，控制下部岩体水流流经区域处于试验凹区内部。

本发明的有益效果如下所述：

(1)本发明的一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，能够对各种尺度裂隙岩体、尤其是米级尺度下裂隙岩体的表面渗透性能进行准确测定；

(2)本发明的一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，通过流量监测器及水压力传感器，能够在试验过程中直接确定裂隙岩体的渗透系数；

(3)本发明的一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，操作方便、测量便捷，而且测量结果准确可靠，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为本发明方法的设备布局图；

图2为上部岩体下表面仰视图；

图3为下部岩体上表面俯视图。

图中，1-上部岩体，2-下部岩体，3-下部岩体水流流经区域，4-通孔，5-密封凹槽，6-试验凹区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例中的一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将待测试岩体分为上下两块，上部岩体1与下部岩体2尺寸相同，长、宽可分别达到米级尺度，上下对齐叠置。

上部岩体1设有若干个通孔4，其中一部分通孔4为水流注入通道，其余部分通孔4为水流流出通道。

下部岩体2的上表面包括接触区和试验凹区6，试验凹区6被接触区包围，水平方向上试验凹区6高度低于接触区高度，接触区与试验凹区之间设有密封凹槽5。

上部岩体1下表面需经磨平抛光，下部岩体2上表面的接触区需经磨平抛光，叠置时下部岩体2上表面的接触区与上部岩体1下表面紧密接触。此外，上部岩体1所述通孔4的位置均处于下部岩体2试验凹区6对应的范围内，即下部岩体水流流经区域3处于试验凹区6内。

步骤2.渗透性能测试

水流经上部岩体1水流注入通道自上而下流入下部岩体2试验凹区6内部，形成下部岩体水流流经区域3；并从试验凹区6内部通过上部岩体1水流流出通道自下而上流出上部岩体1。采用流量监测器及水压力传感器获得流入、流出水流的流速、流量及水压等渗透试验参数。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

步骤2中，采用水压控制装置，保证下部岩体水流流经区域3处于试验凹区6内部。

实施例3

本实施例与上述实施例的区别在于：

步骤1中，上部岩体1设有的若干个通孔4，孔径一致、上下垂直贯通。

Claims (4)

1.一种米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1.设备布局

将待测试岩体分为上下两块，上部岩体(1)与下部岩体(2)尺寸相同，长、宽能够分别达到米级尺度，上下对齐叠置；

上部岩体(1)设有若干个通孔(4)，其中一部分通孔(4)为水流注入通道，其余部分通孔(4)为水流流出通道；

下部岩体(2)的上表面包括接触区和试验凹区(6)，试验凹区(6)被接触区包围，水平方向上试验凹区(6)高度低于接触区高度，接触区与试验凹区之间设有密封凹槽(5)；

叠置时下部岩体(2)上表面的接触区与上部岩体(1)下表面紧密接触，上部岩体(1)所述通孔(4)的位置均处于下部岩体(2)试验凹区(6)对应的范围内，即下部岩体水流流经区域(3)处于试验凹区(6)内；

步骤2.渗透性能测试

水流经上部岩体(1)水流注入通道自上而下流入下部岩体(2)试验凹区(6)内部，形成下部岩体水流流经区域(3)；并从试验凹区(6)内部通过上部岩体(1)水流流出通道自下而上流出上部岩体(1)；采用流量监测器及水压力传感器获得流入、流出水流的流速、流量及水压等渗透试验参数。

2.根据权利要求1所述的米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，其特征在于：步骤1中，上部岩体(1)下表面经磨平抛光，下部岩体(2)上表面的接触区经磨平抛光。

3.根据权利要求1或2所述的米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，其特征在于：步骤1中，上部岩体(1)设有的若干个通孔(4)，孔径一致、上下垂直贯通。

4.根据权利要求1或2所述的米级尺度裂隙岩体的渗透性能测试方法，其特征在于：步骤2中，采用水压控制装置，控制下部岩体水流流经区域(3)处于试验凹区(6)内部。