CN110160931A - 一种组合式渗流试样及渗流试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式渗流试样，通过将左榫块和右榫块设置在上部节理面和下部节理面之间，实现了对渗流裂隙的精确控制。本发明还提供了一种渗流试验装置，通过将渗流试样固定连接在连接装置上，连接装置依次与增压泵、连接水管及储水箱连通；通过增压泵可实现不同水压的调节，满足了不同水压的渗流试验；连接装置与渗流试样之间密封连接，确保了渗流装置的密封性及水压的稳定性；本发明所述的组合式渗流试样及渗流试验装置可进行不同水压、不同裂隙宽度、不同粗糙度及不同面积接触率的粗糙裂隙渗流试验。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程室内试验技术领域，特别涉及一种组合式渗流试样及渗流试验装置。
背景技术
节理面是岩体结构中常见的结构面之一，由于粗糙节理面的存在，使得岩体的强度、变形 和渗流特征发生了显着变化。粗糙节理裂隙是水、油、气或其他流体流动的渗流场所，裂隙渗 流将对地下隧道，煤层气储层或油气藏等稳定性产生重要影响。因此，深入研究节理面的粗糙 度、起伏度及裂隙宽度等因素对粗糙节理面渗流特性的影响规律。对于油气存储、地下隧道等 工程具有重要的应用价值。
岩体裂隙的粗糙度、起伏度、裂隙开度及贯通度都对岩体裂隙的渗流产生重要的影响。目 前，对于裂隙粗糙度的刻画常用的手段是采用节理面粗糙系数(JRC)对节理粗糙度进行描述， 节理面粗糙度系数(JRC)是Barton等通过大量试验获得十条标准的曲线，采用JRC对节理 粗糙度进行描述时只能够通过预估的方法获得，因此，存在着很大的不确定性。
对于粗糙节理面的制备通常采用劈裂试验或者水泥砂浆倒模等方法，但这些方法往往不能 真实反映节理面粗糙程度，因此会对渗流试验结果产生较大的影响。裂隙开度是影响渗流效果 的重要因素之一，在岩石裂隙开度一般很细小，天然岩石裂隙开度一般在3mm以下，因此精 准控制裂隙开度是渗流试验的重点和难点工作之一，以往的渗流试验装置对于裂隙开度的控制 并不十分精确，这将会对试验结果产生一定的影响。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种组合式渗流试样及渗流试验装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
本发明提出了一种组合式渗流试样，包括上部结构、下部结构、左榫块及右榫块，上部 结构设置在下部结构的上部；通过左榫块将上部结构的左端和下部结构的左端连接在一起；通 过右榫块将上部结构的右端和下部结构的右端连接在一起；上部结构的下表面设置有上部节理 面，下部结构的上表面设置有下部节理面，上部节理面和下部节理面设置有渗流裂隙。
进一步的，上部结构的左端设置有左上部凹槽，上部结构的右端设置有右上部凹槽；下 部结构的左端设置有左下部凹槽，下部结构的右端设置有右下部凹槽；左上部凹槽和左下部凹 槽对称设置形成左端部凹槽，右上部凹槽和右下部凹槽对称设置形成右端部凹槽；左榫块嵌接 配合设置在左端部凹槽内，右榫块嵌接配合设置在右端部凹槽内。
进一步的，还包括上压板、下压板及紧固件，上压板设置在上部结构的上表面，下压板 设置在下部结构的下表面，上压板和下压板两端通过紧固件连接，通过上部压板和下部压板将 上部结构、下部结构、左榫块及右榫块压紧密封固定在一起。
进一步的，左榫块和右榫块均采用刚性光敏树脂材料，左榫块和右榫块通过3D打印制 作而成。
进一步的，上部结构上的上部节理面和下部结构上的下部节理面均采用3D打印制作而 成；具体的包括以下步骤：
首先，采用Synfrac软件与MATLAB软件结合，生成具有分形几何特性的粗糙节理面三维 图像；
然后，将生成的粗糙节理面三维图形文件导入Rhinoceros软件生成不同粗糙类型的3D 打印模型；
其次，通过Rhinoceros软件导出可用于3D打印的stl文件；
最终，利用3D打印的stl文件，通过3D打印将粗糙节理面模型打印出来，得到上部结 构上的上部节理面和下部结构上的下部节理面。
进一步的，左榫块与左端部凹槽之间涂抹有凡士林，右榫块与右端部凹槽之间涂抹有凡 士林。
进一步的，左榫块的高度大于左端部凹槽的深度，右榫块的高度大于右端部凹槽的深度； 左榫块或右榫块的高度较左端部凹槽或右端部凹槽高出的部分与渗流裂隙的宽度相匹配。
本发明还提供了一种渗流试验装置，包括渗流试样、储水箱、连接水管、增压泵、连接 装置、量杯及电子秤；储水箱的出水口与连接水管的一端连通，连接水管的另一端与增压泵的 进口端连通，增压泵的出口端与连接装置的进水口端连通，渗流试样密封连接在连接装置的出 水口端，渗流试样的渗流出口端设置有量杯，量杯设置在电子秤上。
进一步的，连接装置包括进水管、连接空腔及压力传感器，进水管的一端与增压泵的出 口端连接，进水管的另一端与连接空腔连通，连接空腔采用梯形空腔，渗流试样固定安装在连 接空腔的大开口端；压力传感器设置在连接空腔内，且靠近连接空腔的大开口端设置。
进一步的，还设置有稳压阀，稳压阀设置在的一端与增压泵的出口端连通，稳压阀的另 一端与连接装置的进水口端连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种组合式渗流试样，通过将左榫块和右榫块设置在上部节理面和下部节 理面之间，实现了对渗流裂隙的精确控制；本发明结构紧凑、测量精准、易于操作、拆卸简便 且能够重复利用。
进一步的，通过上压板和下压板将上部结构、下部结构、左榫块及右榫块紧密结合，保 证了渗流裂隙的宽度满足试验要求，同时确保了渗流试验过程中渗流试样的密封性。
进一步的，左榫块和右榫块采用刚性光敏树脂，确保了试验过程中渗流裂隙不会出现变 形，左榫块和右榫块采用3D打印制作，实现了对渗流裂隙宽度的精确控制。
进一步的，上部节理面和下部节理面采用分形维数和标准差对节理面粗糙程度进行控制， 分形理论能够真实体现岩石节理面的粗糙程度，相较于其他节理描述方法更加真实可靠；上部 节理面和下部节理面均采用3D打印制备，3D打印技术具备高精度，能够更加准确控制节理 面的粗糙程度。
进一步的，在左榫块或右榫块与左端部凹槽或右端部凹槽之间设置凡士林，确保了渗流 试样的密封性。
进一步的，左榫块或右榫块的高度较左端部凹槽或右端部凹槽高出的部分与渗流裂隙的 宽度相匹配，通过更换不同高度的左榫块或右榫块，满足了不同裂隙宽度渗流试样，实现了任 意裂隙跨宽度的渗流试验。
本发明还提供了一种渗流试验装置，通过将渗流试样固定连接在连接装置上，连接装置 依次与增压泵、连接水管及储水箱连通；通过增压泵可实现不同水压的调节，满足了不同水压 的渗流试验；连接装置与渗流试样之间密封连接，确保了渗流装置的密封性及水压的稳定性； 本发明可进行达西非达西渗流试验，可实现不同水压、不同裂隙宽度、不同粗糙度及不同面积 接触率的粗糙裂隙试验。
进一步的，连接装置设置有梯形空腔，通过连接装置实现了将圆形接水管中的水流向渗 流试样的方形结构中进行转换，从而实现渗流试样的全截面流；并通过压力传感器对增压泵出 水压力进行精密测量，确保了渗流试验的准确性。
进一步的，水流经过稳压阀，在稳压阀的作用下，水流趋于稳定，不会出现拥水现象， 影响试验结果。
附图说明
图1为本发明所述的组合式渗流试样的爆炸图；
图2为本发明所述的组合式渗流试样的拼装结构示意图；
图3为本发明所述的组合式渗流水样中的上部节理面或下部节理面的二维剖面示意图；
图4为本发明所述的组合式渗流试样中的上部节理面或下部节理面的三维结构示意图；
图5为本发明所述的渗流试验装置的整体结构示意图；
图6为本发明所述的渗流试验装置中的连接装置立体结构示意图；
图7为本发明所述的渗流试验装置中的连接装置正面结构示意图。
其中，1渗流试样，2储水箱，3连接水管，4阀门开关，5增压泵，6稳压阀，7连接 装置，8量杯，9电子秤；11上部结构，12下部结构，13左榫块，14右榫块，15上压板，16 下压板，17紧固件；111左上部凹槽，112右上部凹槽，113上部节理面，121左下部凹槽，122 左下部凹槽，123下部节理面；71进水管，72连接空腔，73压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于 说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参考附图1、2所示，本发明提供了一种组合式渗流试样，包括上部结构11、下部结构 12、左榫块13、右榫块14、上压板15、下压板16及紧固件17；上部结构11设置在下部结构12的上部；左榫块13设置在上部结构11和下部结构12的左端，通过左榫块13将上部结构 11和下部结构12的左端连接在一起；右榫块14设置在上部结构11和下部结构12的右端， 通过右榫块14将上部结构11和下部结构12的右端连接在一起。
上部结构11和下部结构12均为板状结构；上部结构11的左端设置有左上部凹槽111， 右端设置有右上部凹槽112；下部结构12的左端设置有左下部凹槽121，右端设置有右下部凹 槽122；左上部凹槽111和左下部凹槽121对称设置形成左端部凹槽，右上部凹槽121和右下 部凹槽122对称设置形成右端部凹槽；左榫块13嵌接配合设置在左端部凹槽内，右榫块14 嵌接配合设置在右端部凹槽内；左榫块13和右榫块14的结构尺寸相同，左榫块13的高度大 于左端部凹槽的深度，右榫块14的高度大于右端部凹槽的深度。
左榫块13或右榫块14与左端部凹槽或右端部凹槽之间设置有拼装公差，确保左榫块13 与左端部凹槽之间或右榫块14与右端部凹槽之间能够方便拼接在一起。
左榫块13与左端部凹槽之间涂抹有凡士林进行防水处理，右榫块14与右端部凹槽之间 涂抹有凡士林进行防水处理，确保左榫块13或右榫块14与左端部凹槽或右端部凹槽之间的密 封性。
上部结构11的下表面设置有上部节理面113，下部结构12的上表面设置有下部节理面 123，上部节理面113和下部节理面123设置有间隙，上部节理面113和下部节理面123之间 的间隙形成渗流裂隙；渗流裂隙的宽度与左榫块13或右榫块14的高度匹配，通过调整左榫块 13和右榫块14的高度，实现了上部节理面113和下部节理面123之间间隙的调整，进而形成 不同宽度的渗流裂隙，以满足不同的渗流试验要求。
上压板15设置在上部结构11的上表面，下压板16设置在下部结构12的下表面，上部 压板15和下部压板16两端通过紧固件17连接；通过上压板15和下压板16将上部结构11、下部结构12、左榫块13及右榫块14压紧固定在一起，确保渗流裂隙的宽度达到渗流试验的需要，同时确保渗流试验过程中渗流试样不会出现漏水的情况。
左榫块13和右榫块14通过3D打印制作而成，左榫块13和右榫块14采用透明的刚性光 敏树脂，确保在上压板15和下压板16的压紧过程中不会出现变形，上压板15或下压板16采用有机玻璃板，有机玻璃板的两端通过紧固螺栓连接在一起。
参考附图3、4所示，本发明所述的组合式渗流试样中的上部结构11和下部结构12，采 用Synfrac软件与MATLAB软件结合生成粗糙节理面三维图像，将生成的粗糙节理面三维图形 文件导入Rhinoceros软件生成不同粗糙类型的3D打印模型，通过Rhinoceros软件导出可用 于3D打印的的stl文件，最终通过3D打印将粗糙节理面模型打印出来；具体包括以下步骤：
步骤1、建立具有不同分形维数、标准差及渗流裂隙宽度的渗流试样模型，本发明中建 立的具有不同分形维数、标准差及渗流裂隙宽度的渗流试样模型参数表，如下表1所示；
表1不同分形维数、标准差及裂隙宽度的渗流试样模型参数
| 分形维数 | 标准差 | 渗流裂隙宽度 |
| 1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4 | 0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 | 1.0、1.5、2.0、2.5 |
步骤2、采用Synfrac软件分别对上部结构11上的上部节理面和下部结构12上的下部 节理面的分形维数和标准差进行定量设置，生成不同粗糙类型的二维节理面剖面；
步骤3、采用MATLAB软件对生成的不同粗糙类型的二维节理面剖面进行处理，形成粗糙 节理面三维图像；
步骤4、采用MATLAB软件提取粗糙节理面三维图像的所有三维坐标点，并生成txt格式 文档；
步骤5、将粗糙节理面三维图像的所有三维坐标点的txt格式文档导入到Rhinoceros软 件中，绘制得到粗糙节理面三维图像。
步骤6、根据步骤5所形成的粗糙节理面三维图像，采用3D打印制作粗糙节理面模型； 具体的，将Rhinoceros软件建立的粗糙节理面三维图像转化成用于3D打印的stl格式，然后 采用3D打印将粗糙节理模型打印出来，得到上部结构11和下部结构12。
以下对上部结构11中的上部节理面113和下部结构12中的下部节理面123的制作过程 进行详细说明。
本发明中Synfrac软件采用概率密度函数和递减幂律功率谱 G(k)＝Ck-a及Gf(k)＝2[1-cos(kγ)]G(k)生成具有分形几何特性的节理面类型，基于 G(k)＝Ck-a与Gf(k)＝2[1-cos(kγ)]G(k)能够对节理面的粗糙度进行描述。
在Synfrac软件中通过改变分形维数FD和标准差SD调用概率密度函数和递减幂律功率 谱用于对粗糙节理粗糙度进行描述。在Synfrac软件中根据分形几何理论形成不同粗糙类型的 粗糙节理面的二维剖面图，但是在其中生成的粗糙节理文件不能直接被调用或导入，需要采用 MATLAB软件进一步转化成可读文件。
在MATLAB软件中编写程序代码，对Synfrac软件生成的具有分形几何特性的粗糙节理面 文件进行处理，得到粗糙节理面三维图像。并将粗糙节理面三维图像的所有三维坐标点通过 MATLAB软件编写代码生成txt格式，在Rhinoceros软件中通过编写由坐标点建立曲面的命令， 将生成的txt格式文档导入Rhinoceros中，建立三维粗糙节理面。采用在Rhinoceros软件中 建模命令集，建立粗糙节理模型，然后采用3D打印将粗糙节理模型打印出来。
实施例
本发明提供了一种组合式渗流试样，实现了对不同裂隙开度，粗糙度及非耦合节理面的 渗流问题的研究。本发明所述的组合式节理试样，包括上部结构11，下部结构12，左榫块13 及右榫块14，上部结构11包括左上部凹槽111、右上部凹槽112及上部节理面113，下部结构 12包括左下部凹槽121、右下部凹槽122及下部节理面123；在进行试样建模时，榫块的宽度 比凹槽的宽度小0.5mm，左榫块13的宽度较左端部凹槽的宽度小0.5mm，右榫块14的宽度较 右端部凹槽的宽度小0.5mm，能够确保试样方便进行拼装。
本发明所述的组合式渗流试样，通过在上部结构11和下部结构12之间设置左榫块13 和右榫块14，实现了对上部结构11和下部结构12之间的渗流裂隙宽度精准的控制；通过改 变左榫块13和右榫块14的高度，实现了对上部结构11和下部结构12之间的渗流裂隙宽度任 意调节，满足了不同渗流试验的要求。
在上部结构11与下部结构12之间不设置左榫块13和右榫块14时，上部结构11和下部 结构12能够紧密结合。
左榫块13和右榫块14的结构尺寸相同，左榫块13的高度大于左端部凹槽的深度，右榫 块14的高度大于右端部凹槽的深度；左榫块13或右榫块14的高度较左端部凹槽或右端部凹 槽高出的部分，为渗流裂隙宽度的控制标准；通过左榫块13或右榫块14将上部结构11和下 部结构12彼此分离，预留出渗流裂隙宽度，采用此种方法可实现任意裂隙跨宽度的渗流试验。
左榫块13或右榫块14均采用3D打印技术制备，能够实现对左榫块13或右榫块14高度的严格控制，打印材料为刚性光敏树脂材料，能够保证左榫块13或右榫块14进行挤压密封 时，左榫块13或右榫块14不会产生变形，从而保证左榫块13或右榫块14高度不会改变，确 保渗流裂隙宽度符合试验的要求。左榫块13或右榫块14均采用宽厚不一的形式，左榫块13 或右榫块14左右两端的厚度不一致，其中较厚一端起到防水密封作用，较薄一端主要起到控 制渗流裂隙宽度作用；保证试样在进行试验过程中不会出现漏水的现象，同时是为了试样拼装 的上部结构11与下部结构12不会产生错位。
进一步，在上压板15和下压板16均采用有机玻璃，通过两块有机玻璃板对上部结构11、 下部结构12、左榫块13及右榫块14压紧固定在一起，以确保在进行试验的过程中不会出现 漏水的情形。用两块有机玻璃板将试样夹紧，并在有机玻璃板上打出相互对称的圆孔，通过螺 栓将两块有机玻璃板固定并夹紧。
本发明所述的上部节理面和下部节理面采用分形理论建立，分形理论具有自相似和自仿 射等特点，能够对实现对岩石粗糙节理面的详尽刻画，能够避免JRC取值的经验性等弊端。 在分形理论中通过分形维数D控制节理面的粗糙程度，通过标准差SD控制节理上下起伏程度， 通过分形维数和标准差能够实现对节理粗糙程度的刻画。分形维数和标准差对节理粗糙程度进 行控制，分形理论能够真实体现岩石节理面的粗糙程度，相较于其他节理描述方法更加真实可 靠。本发明采用3D打印技术对渗流试样进行制备，3D打印技术具备高精度等特点，能够更 加准确的再现节理面的粗糙程度。3D打印的左榫块和右榫块结构，实现了对渗流裂隙宽度的 精确控制；采用组合式渗流试样结构能够通过更换不同高度的左榫块和右榫块结构拼装成具有 不同裂隙宽度渗流试样。
参考附图5所示，本发明提供了一种渗流试验装置，包括渗流试样1、储水箱2、连接水 管3、阀门开关4、增压泵5、稳压阀6、连接装置7、量杯8及电子秤9；
储水箱2的出水口与连接水管3的一端连通，储水箱7的出水口设置在储水箱7的下端； 连接水管3的另一端与增压泵5的进口端连通，增压泵5可精确控制渗流试验水流压力的大小； 连接水管3上设置有阀门开关6，阀门开关6用于控制渗流试验用水的流通；增压泵5的出口 端与稳压阀6的一端连通，稳压阀6的另一端与连接装置7的进水口端连通；稳压阀6设置在 增压泵5的后端，用于稳定增压泵5提供的渗流试验水流的压力，使得渗流试验水流能够稳定 的进入连接装置7内，有效避免了拥水现象；渗流试样1固定连接在连接装置7的出水口端， 渗流试样1的渗流出口端设置量杯8，量杯8用于承接经过渗流试样1的渗流裂隙后的水；量 杯8设置在电子秤9上，电子秤9采用高精度电子称。
参考附图6、7所示，连接装置7包括进水管71、连接空腔72及压力传感器73，进水管71的一端与稳压阀6连接，另一端与连接空腔72连通；连接空腔72为梯形空腔，梯形空腔 包括前板、后板、上板及下板，前板和后板前后平行设置，上板和下板均斜向设置在前板和后板之间，前板、后板、上板及下板合围成左小右大的梯形空腔；进水管71的另一端与连接空腔72的小开口端连接；渗流试样1固定安装在连接空腔72的大开口端；渗流试样1与连接空腔72之间设置有密封垫片，并通过压紧螺栓将渗流试样1与连接空腔72固定压紧，确保了渗流试样1与连接装置7之间密封性；压力传感器73设置连接空腔72内，且靠近连接空腔72 的大开口端设置，压力传感器73用于对连接装置7内的渗流水压进行实时监测；压力传感器73采用高精度压力传感器，高精度压力传感器采用HC-25微型孔隙水压力传感器，能够对水压力进行精确测量，测量精度达0.1％FS。
利用本发明所述的渗流试验装置进行渗流试验时，具体包括以下步骤：
步骤1、将压紧固定的组合式渗流试样1与连接装置7采用螺栓压紧固定；
步骤2、将储水箱2、连接水管3、增压泵5、稳压阀6及连接装置7依次连接，并在连接水管3上设置阀门开关4，将量杯8放置在电子秤9上；
步骤3、渗流试验开始前先检查整个渗流试验装置的密封性，保证整个渗流试验装置完 全密后再进行试验；
步骤4、打开阀门开关4和增压泵5，水流经增压泵5后，可根据渗流试样1要求的水压 大小，调节不同的水压。
步骤5、水流经过稳压阀6，在稳压阀6的作用下，水流趋于稳定，不会出现拥水现象， 影响试验结果。
步骤6、水流经过连接装置7，由圆形进水管71向长方形结构的渗流裂缝中进行过渡； 水流通过连接装置7后，通过压力传感器73对增压泵5的出水压力进行测量，用于分析不同 水力压差对渗流量的影响。
步骤7、水流进入组合式渗流试样1，探究上部节理面113和下部节理面123的粗糙度对 渗流的影响。
步骤8、经过组合式渗流试样1的水流进入量杯8中，并用电子秤9称量出渗流量，并做记录，一组试验完成。
步骤9、更换不同粗糙度和不同裂隙宽度的渗流试样1，重复以上步骤3-8，测量不同粗 糙度渗流试样1的渗流出水量；为了保证试验的准确性，对每组渗流试样1进行三组平行试样， 取其渗流量平均值，作为最终试验结果；用于分析裂隙粗糙度及裂隙宽度对渗流的影响。
本发明中通过增压泵5实现了不同水压的调节，并采用压力传感器73对增压泵5出水压 力进行精密测量。
进一步的，连接装置7实现了将圆形水管中的水流向方形结构中进行转换，从而实现渗 流试样1的全截面流。连接装置7与渗流试样1之间采用压紧螺栓固定压紧，确保了渗流试验 装置的密封性及水压的稳定性。
本发明提供了一种组合式渗流试样及渗流试验装置，现有技术中粗糙节理面的制备及渗 流试验的操作都是进行粗糙裂隙渗流试验的难点与重点，本发明所述的组合式渗流试样解决了 粗糙节理面制备难及裂隙宽度难以精确控制的难题，组合式渗流试样采用分形理论生成并采用 3D技术打印的高精度粗糙节理模型，本发明采用3D技术打印榫块结构并用于上下节理面之 间，能够实现对裂隙宽度精确的控制；所述的渗流装置可进行达西与非达西渗流试验，本发明 结构紧凑、测量精准、易于操作、拆卸简便、重复利用的渗流装置，综上，因此本发明所述的 组合式渗流试样及渗流试验装置可进行不同水压，不同裂隙宽度，不同粗糙度，不同面积接触 率的岩石粗糙裂隙渗流试验。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术 实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的 保护范围内。
Claims (10)
1.一种组合式渗流试样，其特征在于，包括上部结构(11)、下部结构(12)、左榫块(13)及右榫块(14)，上部结构(11)设置在下部结构(12)的上部；通过左榫块(13)将上部结构(11)的左端和下部结构(12)的左端连接在一起；通过右榫块(14)将上部结构(11)的右端和下部结构(12)的右端连接在一起；上部结构(11)的下表面设置有上部节理面(113)，下部结构(12)的上表面设置有下部节理面(123)，上部节理面(113)和下部节理面(123)设置有渗流裂隙。
2.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，上部结构(11)的左端设置有左上部凹槽(111)，上部结构(11)的右端设置有右上部凹槽(112)；下部结构(12)的左端设置有左下部凹槽(121)，下部结构(12)的右端设置有右下部凹槽(122)；左上部凹槽(111)和左下部凹槽(121)对称设置形成左端部凹槽，右上部凹槽(121)和右下部凹槽(122)对称设置形成右端部凹槽；左榫块(13)嵌接配合设置在左端部凹槽内，右榫块(14)嵌接配合设置在右端部凹槽内。
3.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，还包括上压板(15)、下压板(16)及紧固件(17)，上压板(15)设置在上部结构(11)的上表面，下压板(16)设置在下部结构(12)的下表面，上压板(15)和下压板(16)两端通过紧固件(17)连接，通过上部压板(15)和下部压板(16)将上部结构(11)、下部结构(12)、左榫块(13)及右榫块(14)压紧密封固定在一起。
4.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，左榫块(13)和右榫块(14)均采用刚性光敏树脂材料，左榫块(13)和右榫块(14)通过3D打印制作而成。
5.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，上部结构(11)上的上部节理面(113)和下部结构(12)上的下部节理面(123)均采用3D打印制作而成；具体的包括以下步骤：
首先，采用Synfrac软件与MATLAB软件结合，生成具有分形几何特性的粗糙节理面三维图像；
然后，将生成的粗糙节理面三维图形文件导入Rhinoceros软件生成不同粗糙类型的3D打印模型；
其次，通过Rhinoceros软件导出可用于3D打印的stl文件；
最终，利用3D打印的stl文件，通过3D打印将粗糙节理面模型打印出来，得到上部结构(11)上的上部节理面(113)和下部结构(12)上的下部节理面(123)。
6.根据权利要求2所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，左榫块(13)与左端部凹槽之间涂抹有凡士林，右榫块(14)与右端部凹槽之间涂抹有凡士林。
7.根据权利要求2所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，左榫块(13)的高度大于左端部凹槽的深度，右榫块(14)的高度大于右端部凹槽的深度；左榫块(13)或右榫块(14)的高度较左端部凹槽或右端部凹槽高出的部分与渗流裂隙的宽度相匹配。
8.一种渗流试验装置，其特征在于，包括渗流试样(1)、储水箱(2)、连接水管(3)、增压泵(5)、连接装置(7)、量杯(8)及电子秤(9)，渗流试样(1)采用权利要求1-7任意一项所述的组合渗流试样；储水箱(2)的出水口与连接水管(3)的一端连通，连接水管(3)的另一端与增压泵(5)的进口端连通，增压泵(5)的出口端与连接装置(7)的进水口端连通，渗流试样(1)密封连接在连接装置(7)的出水口端，渗流试样(1)的渗流出口端设置有量杯(9)，量杯(8)设置在电子秤(9)上。
9.根据权利要求8所述的一种渗流试验装置，其特征在于，连接装置(7)包括进水管(71)、连接空腔(72)及压力传感器(73)，进水管(71)的一端与增压泵(5)的出口端连接，进水管(71)的另一端与连接空腔(72)连通，连接空腔(72)采用梯形空腔，渗流试样(1)固定安装在连接空腔(72)的大开口端；压力传感器(73)设置在连接空腔(72)内，且靠近连接空腔(72)的大开口端设置。
10.根据权利要求8所述的一种渗流试验装置，其特征在于，还设置有稳压阀(5)，稳压阀(5)设置在的一端与增压泵(5)的出口端连通，稳压阀(6)的另一端与连接装置(7)的进水口端连通。
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