CN108444885B - 隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置与方法，通过可视化渗透试验室顶部施加水源，并在压力梯度作用下，自上而下发生渗流作用，以模拟充填结构内部的地下水渗流状态；逐级增加渗透压力，通过试样内部介质流失状态以及内部渗透压力分布规律，来研究充填结构的渗流‑侵蚀‑应力失稳判据；通过可视化渗透试验室采用锯齿状的搭接方式，可在一定范围内自由改变相对位置，保证了水平两个方向施加压力的独立性；顶部钢板与侧壁锯齿状的搭接方式，可保证荷载的独立加载，较为真实地实现了三维地应力状态的模拟。

Description

隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置与方法

技术领域

本发明涉及隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置与方法。

背景技术

突水突泥是隧道施工过程中最常遭遇的一种地质灾害，重大突水突泥事故极易诱发山体塌陷、水资源枯竭等生态破坏，提高工程建设成本、延误工程建设工期，造成重大的经济损失和恶劣的社会影响。由于突水突泥灾害类型十分丰富、灾变演化过程极其复杂，至今难以得到根本性遏制。

突水突泥实质上是充填结构内部岩土体在一定的地应力和渗流条件作用下，打破既有平衡状态，突破最后隔水阻泥屏障，经由优势运移通道瞬时涌入隧道已开挖临空面的一种动力破坏现象。其发生过程中往往伴随着地应力、渗透压力、位移等信息的剧烈变化，因此，在试验过程中可以通过获取并分析这些信息的变化规律来研究充填结构动态演化过程与失稳发生机理。

以往的突水突泥试验装置往往停留在一维或假三维地应力的试验条件上，一维试验往往忽略了试样水平地应力作用的影响，假三轴试验虽然考虑地应力作用但是假定水平地应力都相等，这些均不能准确反映岩土体在真实地质条件下的受力状态。国内外用于隧道充填结构失稳突水试验装置非常少见，尤其针对三维充填结构失稳机理研究的试验装置十分欠缺。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置与方法，本发明能够实现三维地应力条件下充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳演化进而诱发突水过程的模拟实验。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳机理试验装置，包括试验台架、封闭试验舱、可视化渗透试验室、地应力加载系统、渗压加载系统、信息监测与数据采集系统和流量监测与流失颗粒采集系统，其中：

所述试验台架承载封闭试验舱，所述封闭试验舱为由钢板拼接成的具有容纳空间的密封结构，至少一块钢板上嵌设有钢化玻璃，实现试验过程的可视化，每块钢板中部安装加载杆与反力梁，向其容纳的可视化渗透试验室施加地应力荷载，每条加载杆与地应力加载系统单独连接，可实现不同方向独立加载；

所述可视化渗透试验室内部填充现场充填介质或者不同级配砂土体组成试验试样，可视化渗透试验室的四周设置有加载板，其边界采用锯齿形结构，可实现四个方向地应力的同时加载；

所述流量监测与流失颗粒采集系统位于可视化渗透试验室下部，将试验室内流出的水和细颗粒进行分离与收集；

所述地应力加载系统用于向可视化渗透试验室施加荷载，模拟充填结构真实赋存的三维地应力状态，所述渗压加载系统设置于可视化渗透试验室上端，向试样顶部施加渗透压力，模拟充填结构所受的地下水压力和渗流作用；

所述信息监测与数据采集系统，采集模拟实验过程中试样所受的地应力、渗透压力、体积变形以及位移变化数据通过传感器进行监测采集，实现隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳突水全过程检测与信息采集。

进一步的，所述试验台架用于承载封闭试验舱，具体包括基础箱体、不锈钢机架、透明玻璃罩和可滑动轨道，基础箱体由不锈钢材料制作而成，两侧设置有开口，下端具有储物空间，上侧设置有所述不锈钢机架，透明玻璃罩设置在不锈钢机架上，不锈钢机架底端设置有可滑动轨道。

进一步的，所述封闭试验舱由钢板和钢化玻璃通过高强螺栓拼接而成，拼接缝隙采用密封件进行密封，封闭试验舱前侧为钢化玻璃，左右两侧、后侧、顶侧为钢板，每块钢板中部安装加载杆与反力梁，向可视化渗透试验室施加地应力荷载，每条加载杆与地应力加载系统单独连接，可实现不同方向独立加载；在顶部钢板中心部位预留两个圆孔，用于安装加压水管连接渗压加载系统，向可视化渗透试验室施加渗透水压力。

密封件优选为橡胶圈。

进一步的，所述可视化渗透试验室为长方体结构，用于填充现场充填介质或者不同级配砂土体组成试验试样，试验室下端固定在可滑动轨道上，试验室内填筑试样后直接向右推入封闭试验舱内部，调整加载杆的对应位置，即可实现试样的三向地应力加载。

进一步的，所述地应力加载系统向可视化渗透试验室施加荷载，模拟充填结构真实赋存的三维地应力状态，所述地应力加载系统由四个液压千斤顶连接加载杆分别提供加载动力，可实现轴向地应力、侧向地应力的同步加载，所述加载杆上安装有压力传感器，实时监测试验过程中的地应力状态。

进一步的，所述渗压加载系统包括加载水源，加载水源施加的水样经加压水管向试样顶部施加渗透压力，试验过程中加载水源由试样顶部向试样内部发生渗流作用，模拟充填结构所受的地下水压力和渗流作用，所述加压水管上安装有微型渗压计和控制阀，通过控制阀控制加载渗透压力大小。

进一步的，所述信息监测与数据采集系统，包括LVDT高精度位移计、微型渗压计、压力传感器以及控制器，LVDT高精度位移计、微型渗压计和压力传感器分别采集试验过程中试样所受的体积变形以及位移变化、渗透压力和地应力数据，采集的数据由数据转换器传输至控制器，实现数据的实时显示与定量化智能控制。

进一步的，所述流量监测与流失颗粒采集系统位于可视化渗透试验室下部，包括漏斗式底座和与之相连的T型分离器，漏斗式底座将试验室内流出的水和细颗粒进行收集，通过T型分离器进行分离，并分别经由两个导管输出和收集。

进一步的，一个导管作为排水管，其上安装有高精度流量计，可有效记录试验中的涌水流量变化，另一个导管用于排出固体颗粒，其末端安装有细颗粒收集系统和电子天秤，能够实时监测充填结构侵蚀破坏过程中流失细颗粒的质量变化。

高精度流量计和电子天秤通过数据转换器，与控制器连接并进行实时监测和控制。

基于上述装置的工作方法，包括以下步骤：

在可视化试验室内侧铺设透明薄膜，填充现场所取充填介质试样或者一定配比的岩土体材料，形成长方体封闭包裹试验试样；

将可视化渗透试验室沿导轨推入封闭试验舱，将左侧和顶侧钢板紧固确保试验舱的封闭性；调整可视化渗透试验室的四个侧壁加压板与加载杆接触并对正，并保持稳定；

将所有位移、压力、渗压传感器显示数据进行清零；按照试验方案设定三维地应力加载速率，开始施加三维地应力，待达到既定的地应力状态后，使其保持恒压状态；

设定渗压加载速率，分级施加渗透压力，待达到第一级渗透压力后，使其保持稳定，观察并记录该状态下试样内部渗透压力、试验尺寸的变化以及试验底部排出水的流量和流失颗粒的质量；

逐级施加下一级渗透压力，使其保持稳定，观察并记录该状态下试样的变化数据，直至试验发生渗透失稳破坏，采集整个过程中试样内部所受三维地应力、渗透压力、位移变形、涌水流量和流失颗粒质量的变化。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的工作原理：

试验试样填筑在可视化渗透试验室内形成封闭的六面体，通过可视化渗透试验室侧壁钢板的挤压作用来模拟地应力状态；四组侧壁钢板采用锯齿状的搭接方式，在施加荷载时彼此独立，不互相影响；

通过可视化渗透试验室顶部施加水源，并在压力梯度作用下，自上而下发生渗流作用，以模拟充填结构内部的地下水渗流状态；逐级增加渗透压力，通过试样内部介质流失状态以及内部渗透压力分布规律，来研究充填结构的渗流-侵蚀-应力失稳判据；

本发明通过可视化渗透试验室四组活动钢板的相互可滑动搭接，实现了试样的三向地应力加载。侧壁两组活动钢板，采用“锯齿状”的搭接方式，可在一定范围内自由改变相对位置，保证了水平两个方向施加压力的独立性；顶部钢板与侧壁锯齿状的搭接方式，可保证荷载的独立加载，较为真实地实现了三维地应力状态的模拟。

本发明的封闭试验舱具有完全封闭性，在试验舱顶、底、侧壁钢板之间采用高强螺栓连接，并在接缝处垫有橡胶圈；同时在加载杆与顶部、侧壁钢板接缝处也垫有橡胶圈，保证了试验舱的密封效果，克服了可视化渗透试验室“锯齿状”搭接方式造成的密封性不够缺点，确保试验过程中充填介质和水不会沿着侧壁泄漏。

控制器通过数据转换器与监测元件相连接，可以实时显示监测数据，并定量地可控制油缸和水泵的加载速率和大小，具有较高的试验精度。

本发明克服了以往渗透突水试验中遇到的难题，侧壁钢板和顶部钢板采用锯齿状搭接方式，可在一定范围内自由移动，实现三个垂直方向压力的独立加载；采用控制器控制液压千斤顶施加地应力、水泵施加渗透压力的方式可对试验试样进行准确的加压、保压，确保了试验的精度；试验舱前侧采用钢化玻璃代替钢板，可以实时观察试验过程中试样内部破坏、失稳的全过程。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的工作原理示意图；

图3是封闭试验舱的视图；

图4是可视化渗透试验室的视图；

其中1试验台架，1a基础箱体，1b不锈钢机架，1c透明玻璃罩，1d可滑动导轨；2.封闭试验舱，2a钢板，2b钢化玻璃，2c高强螺栓，2d加载杆，2e反力梁，2f圆孔，2g加压导管；3.可视化渗透试验室，3a加载钢板，3b固定钢板，3c透明玻璃板；4.地应力加载系统；5.渗压加载系统；6.信息监测与数据采集系统，6a可编程控制器，6b数据转换器；7.流量监测与流失颗粒采集系统，7a漏斗式底座，7b T型分离器，7c 1#导管，7d 2#导管，7e高精度流量计，7f细颗粒收集系统，7g电子天秤。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

本发明提供隧道三维充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水试验装置，包括试验台架、封闭试验舱、可视化渗透试验室、地应力加载系统、渗压加载系统、信息监测与数据采集系统和流量监测与流失颗粒采集系统。

试验台架1用于承载封闭试验舱，作为试验操作平台，由基础箱体1a、不锈钢机架1b、透明玻璃罩1c、可滑动导轨1d部分组成。具体包括基础箱体、不锈钢机架、透明玻璃罩和可滑动轨道，基础箱体由不锈钢材料制作而成，两侧设置有开口，下端具有储物空间，上侧设置有所述不锈钢机架，透明玻璃罩设置在不锈钢机架上，不锈钢机架底端设置有可滑动轨道，储物空间的内部空间可用于放置气缸、加载油管、电气以及液压附件等装置辅助构件，保证试验机的整洁与美观。

封闭试验舱2是由钢板2a和钢化玻璃2b通过高强螺栓2c拼接而成，拼接缝隙采用橡胶圈进行密封，以保证试验舱具有良好的封闭性。封闭试验舱前侧为钢化玻璃2b，方便观察试验现象；左右两侧、后侧、顶侧为钢板2a，每块钢板中部安装加载杆2d与反力梁2e，用于向可视化渗透试验室施加地应力荷载，每条加载杆2d与地应力加载系统4单独连接，可实现不同方向独立加载。在顶部钢板中心部位预留两个圆孔2f，用于安装加压导管2g连接渗压加载系统5，向可视化渗透试验室3施加渗透水压力。

可视化渗透试验室3为200×60×300mm的长方体，用于填充现场充填介质或不同级配砂土体形成试验试样，是试样发生渗流-侵蚀-应力失稳演化过程的区域，试验室3下端固定在可滑动轨道1d上，可实现左右自由滑动，试验室3内填筑试样后直接向右推入封闭试验舱内部2，调整加载杆2d的对应位置，即可实现试样的三向地应力加载。所述可视化渗透试验室整体框架采用加载钢板3a和固定钢板3b制造，内部用于填充充填介质试样，前侧采用透明玻璃板3b拼装，外部配备了高清摄像仪，便于试验过程中试样变形与侵蚀破坏过程的可视化观测。可视化渗透试验室左侧、右侧、后侧和顶部钢板3a分别设计为加载板，其边界采用锯齿形结构，可实现四个方向地应力的同时加载；

地应力加载系统4用于向可视化渗透试验室施加荷载，模拟充填结构所受的真实地应力状态。所述地应力加载系统4由四个液压千斤顶连接加载杆2d分别提供加载动力，可实现轴向、侧向地应力的同步独立加载。同时在加载杆2d上安装有压力传感器，试验过程中可实时监测施加地应力大小。

渗压加载系统5由水泵提供加载水源，经加压导管2g向试样顶部施加渗透压力，试验过程中加载水源由试样顶部向试样内部发生渗流作用，模拟充填结构所受的地下水压力和渗流作用。同时在加压导管2g上安装有微型渗压计，试验过程中通过调节可编程控制系统定量的控制加载渗透压力大小。

信息监测与数据采集系统6，包括LVDT高精度位移计、微型渗压计、压力传感器以及电脑终端可编程控制系统6a。试验过程中试样所受的地应力、渗透压力、体积变形以及位移变化数据通过传感器进行监测采集，再由数据转换器6b传输至电脑终端可编程控制系统6a，实现数据的实时显示与定量化智能控制。

流量监测与流失颗粒采集系统7位于可视化渗透试验室3下部，包括漏斗式底座7a和T型分离器7b，将试验室3内流出的水和细颗粒进行分离，并分别经由1#导管7c和2#导管7d排出和收集。1#导管7c为排水管，其上安装有高精度流量计7e，可有效记录试验中的涌水流量变化；2#导管7d用于排出固体颗粒，其末端安装有细颗粒收集系统7f和电子天秤7g，能够实时监测充填结构侵蚀破坏过程中流失细颗粒的质量变化。高精度流量计7e和电子天秤7g与数据转换器6b连接，并通过电脑终端可编程控制系统6a进行实时监测和控制。

利用上述装置开展隧道充填结构渗流-侵蚀-应力耦合失稳突水试验的方法，其具体步骤如下：

1)在可视化试验室3内侧铺设透明橡胶薄膜，填充现场所取充填介质试样或者一定配比的岩土体材料，形成长方体封闭包裹试验试样；

2)将可视化渗透试验室3沿可滑动导轨1d推入封闭试验舱2，并将封闭试验舱2左侧和顶侧钢板2a紧固确保试验舱的封闭性；调整可视化渗透试验室的四个侧壁钢板3a与加载杆2d接触并对正，保持稳定状态；

3)调节可编程控制系统6a，将所有位移、压力、渗压传感器显示数据进行清零；按照试验方案设定三维地应力加载速率，开始施加三维地应力，待达到既定的地应力状态后，使其保持恒压状态。所述既定的地应力状态范围为0～3MPa；

4)调节可编程控制系统6a，设定渗压加载速率，分级施加渗透压力，待达到第一级渗透压力后，使其保持稳定，观察并记录该状态下试样内部渗透压力、试验尺寸的变化以及试验底部排出水的流量和流失颗粒的质量；

5)再施加下一级渗透压力，使其保持稳定，观察并记录该状态下试样的变化等数据；如此逐级施加渗压荷载，直至试验发生渗透失稳破坏。

上述步骤1)的具体方法是：填筑试验试样，将可视化渗透试验室3底部钢板3a搭设在可滑动导轨1d上，将四个侧壁钢板3a搭设在底部钢板3a的相邻侧面，并进行初步固定；在可视化渗透试验室3内侧壁铺设橡胶薄膜，将现场所取原状充填介质或一定配比的砂土混合物填入其内部，通过密度控制所填充试样的密实程度；在试样顶部放置透水石，并将顶部钢板3a置于透水石上，与侧壁钢板3a进行初步固定，形成封闭方型试验试样。

可编程控制系统6a的具体使用方法是：通过数据导线6c将LVDT高精度位移计、微型渗压计、压力传感器以及流量计、电子天秤与数据转换器6b相连接；数据转换器6b再将监测元件采集的数据传输至电脑终端可编程控制系统6a进行显示；电脑终端可编程控制系统6a可以在开始试验时自由设定三维地应力、渗透压力的加载速率和压力大小，同时也可以实时显示和控制试验过程中试样内部所受三维地应力、渗透压力、位移变形、涌水流量和流失颗粒质量的变化。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：包括试验台架、封闭试验舱、可视化渗透试验室、地应力加载系统、渗压加载系统、信息监测与数据采集系统和流量监测与流失颗粒采集系统，其中：

所述试验台架承载封闭试验舱，所述封闭试验舱为由钢板拼接成的具有容纳空间的密封结构，至少一块钢板上嵌设有钢化玻璃，实现可视化，每块钢板中部安装加载杆与反力梁，向其容纳的可视化渗透试验室施加地应力荷载，每条加载杆与地应力加载系统单独连接，可实现不同方向独立加载；

所述可视化渗透试验室填充现场充填介质或者不同级配砂土体组成试验试样，可视化渗透试验室的四周设置有加载板，其边界采用锯齿形结构，可实现四个方向地应力的同时加载；

所述流量监测与流失颗粒采集系统位于可视化渗透试验室下部，将试验室内流出的水和细颗粒进行分离与收集；

所述地应力加载系统用于向可视化渗透试验室施加荷载，模拟充填结构真实赋存的三维地应力状态，所述渗压加载系统设置于可视化渗透试验室上端，向试样顶部施加渗透压力，模拟充填结构所受的地下水压力和渗流作用；

所述信息监测与数据采集系统，采集模拟实验过程中试样所受的地应力、渗透压力、体积变形以及位移变化数据通过传感器进行监测采集，实现隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳突水全过程检测与信息采集；

所述渗压加载系统包括加载水源，加载水源施加的水样经加压水管向试样顶部施加渗透压力，试验过程中加载水源由试样顶部向试样内部发生渗流作用，模拟充填结构所受的地下水压力和渗流作用。

2.如权利要求1所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：所述试验台架用于承载封闭试验舱，具体包括基础箱体、不锈钢机架、透明玻璃罩和可滑动轨道，基础箱体由不锈钢材料制作而成，两侧设置有开口，下端具有储物空间，上侧设置有所述不锈钢机架，透明玻璃罩设置在不锈钢机架上，不锈钢机架底端设置有可滑动轨道。

3.如权利要求1所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：所述封闭试验舱由钢板和钢化玻璃通过高强螺栓拼接而成，拼接缝隙采用密封件进行密封，封闭试验舱前侧为钢化玻璃，左右两侧、后侧、顶侧为钢板，每块钢板中部安装加载杆与反力梁，向可视化渗透试验室施加地应力荷载，每条加载杆与地应力加载系统单独连接，可实现不同方向独立加载；在顶部钢板中心部位预留两个圆孔，用于安装加压水管连接渗压加载系统，向可视化渗透试验室施加渗透水压力。

4.如权利要求1所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：所述可视化渗透试验室为长方体结构，用于填充现场充填介质或者不同级配砂土体组成试验试样，试验室下端固定在可滑动轨道上，试验室内填筑试样后直接向右推入封闭试验舱内部，调整加载杆的对应位置，即可实现试样的三向地应力加载。

5.如权利要求1所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：所述地应力加载系统向可视化渗透试验室施加荷载，模拟充填结构真实赋存的三维地应力状态，所述地应力加载系统由四个液压千斤顶连接加载杆分别提供加载动力，可实现轴向地应力、侧向地应力的同步加载，所述加载杆上安装有压力传感器，实时监测试验过程中的地应力状态。

6.如权利要求1所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：所述加压水管上安装有微型渗压计和控制阀，通过控制阀控制加载渗透压力大小。

7.如权利要求1所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：所述信息监测与数据采集系统，包括LVDT高精度位移计、微型渗压计、压力传感器以及控制器，LVDT高精度位移计、微型渗压计和压力传感器分别采集试验过程中试样所受的体积变形以及位移变化、渗透压力和地应力数据，采集的数据由数据转换器传输至控制器，实现数据的实时显示与定量化智能控制。

8.如权利要求1所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：所述流量监测与流失颗粒采集系统位于可视化渗透试验室下部，包括漏斗式底座和与之相连的T型分离器，漏斗式底座将试验室内流出的水和细颗粒进行收集，通过T型分离器进行分离，并分别经由两个导管输出和收集。

9.如权利要求8所述的隧道充填结构渗流、侵蚀与应力耦合失稳试验装置，其特征是：两个导管，一个导管作为排水管，其上安装有高精度流量计，可有效记录试验中的涌水流量变化，另一个导管用于排出固体颗粒，其末端安装有细颗粒收集系统和电子天秤，能够实时监测充填结构侵蚀破坏过程中流失细颗粒的质量变化。

10.基于如权利要求1-9中任一项所述的装置的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

在可视化试验室内侧铺设透明薄膜，填充现场所取充填介质试样或者一定配比的岩土体材料，形成长方体封闭包裹试验试样；

将可视化渗透试验室沿导轨推入封闭试验舱，将左侧和顶侧钢板紧固确保试验舱的封闭性；调整可视化渗透试验室的四个侧壁加压板与加载杆接触并对正，并保持稳定；

将所有位移、压力、渗压传感器显示数据进行清零；按照试验方案设定三维地应力加载速率，开始施加三维地应力，待达到既定的地应力状态后，使其保持恒压状态；

设定渗压加载速率，分级施加渗透压力，待达到第一级渗透压力后，使其保持稳定，观察并记录该状态下试样内部渗透压力、试验尺寸的变化以及试验底部排出水的流量和流失颗粒的质量；

逐级施加下一级渗透压力，使其保持稳定，观察并记录该状态下试样的变化数据，直至试验发生渗透失稳破坏，采集整个过程中试样内部所受三维地应力、渗透压力、位移变形、涌水流量和流失颗粒质量的变化。

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