CN112730194A - 模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，包括筒体、第一岩体和第二岩体，第一岩体具有第一断面，第二岩体具有第二断面，且第一断面上具有第一凹陷区，第二断面上具有第二凹陷区，第一断面和第二断面相吻合，且第一岩体和第二岩体对接后形成裂隙，第一凹陷区与第二凹陷区共同形成储水构造的腔体，对接后的第一岩体和第二岩体完全嵌入筒体内，其中，腔体用于在试验过程中盛装填充物，筒体的一端连接有供给装置，另一端连接有收集装置。本发明的有益效果是通过相吻合的第一岩体和第二岩体采用分体设置，便于在裂隙和储水构造的腔体中添加填充物，进而研究裂隙和储水构造的腔体中存在填充物对岩体渗流特性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及岩石渗流试验装置技术领域，更具体的说是涉及一种模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置。
背景技术
目前，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体在一定的地应力和渗流条件作用下，打破原有平衡状态，突破最后隔水阻泥屏障的一种动力破坏现象，究其原因是由于岩体内部具有储水构造和一定的裂隙结构，并且储水构造和裂隙中存在一定量的填充物，且填充物及储水构造对岩体的渗流特性具有一定的影响，进而会引发突水突泥情况的发生，所以，对于含储水构造可充填裂隙岩体的渗流研究具有一定的理论意义和应用价值。
因此，如何提供一种能定量化的模拟高水压以及储水构造，且裂隙和储水构造中含有一定填充物的岩体渗流过程试验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，目的在于解决现有技术中的试验装置不便于添加填充物的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，包括：筒体、第一岩体和第二岩体，所述第一岩体具有第一断面，所述第二岩体具有第二断面，且所述第一断面上具有第一凹陷区，所述第二断面上具有第二凹陷区，所述第一断面和所述第二断面相吻合，且所述第一岩体和所述第二岩体对接后形成裂隙，所述第一凹陷区与所述第二凹陷区共同形成储水构造的腔体，对接后的所述第一岩体和所述第二岩体完全嵌入所述筒体内，其中，腔体用于在试验过程中盛装填充物，所述筒体的一端连接有供给装置，另一端连接有收集装置。
进一步地，所述筒体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体均为半圆柱形结构，两者对接后形成用于固定所述第一岩体和所述第二岩体的通腔，所述第一壳体和所述第二壳体在对接区域均设置有第一凸缘，所述第一凸缘上设置有通孔，所述第一壳体和所述第二壳体通过螺栓穿过所述通孔固定连接，且所述第一凸缘上设置有密封条。
进一步地，所述第一壳体和所述第二壳体的两端均设置有用于与所述供给装置和所述收集装置连接的第二凸缘。
进一步地，所述供给装置包括第一法兰盘、水管、压力泵、压力表和储水器，所述第一法兰盘的一端与所述水管连接，另一端与所述第一壳体和所述第二壳体一端的所述第二凸缘连接，所述水管与所述储水器连接，所述水管上设置有所述压力泵和所述压力表。
进一步地，所述储水器上设有用于读取示数的刻度线。
进一步地，所述收集装置包括第二法兰盘、排水管和量筒，所述第二法兰盘的一端与所述第一壳体和所述第二壳体远离所述供给装置一端的所述第二凸缘连接，另一端与所述排水管连接，所述量筒用于收集所述排水管中所排出的液体。
进一步地，所述填充物为石英砂或粘土。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，通过相吻合的第一岩体和第二岩体采用分体设置，便于在第一岩体和第二岩体形成的裂隙和储水构造的腔体中添加填充物，进而研究裂隙和储水构造的腔体中存在填充物对岩体渗流特性的影响；通过第一壳体和所述第二壳体的分体设置，两者之间夹设有密封条，通过所使用密封条的厚度不同以实现第一岩体和第二岩体之间裂隙宽度的调整。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的筒体、第一岩体和第二岩体之间的连接结构示意图；
图2为本发明提供的图1中A-A的剖面图；
图3为本发明提供的含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置的整体结构示意图。
其中：1为筒体；11为第一壳体；12为第二壳体；2为第一岩体；3为第二岩体；4为第一断面；5为第二断面；6为第一凹陷区；7为第二凹陷区；8为裂隙；9为储水构造的腔体；13为第一凸缘；14为第一法兰盘；15为水管；16为压力泵；17为压力表；18为储水器；19为第二凸缘；20为第二法兰盘；21为排水管；22为量筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见附图1-3，本发明实施例公开了模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，包括：筒体1、第一岩体2和第二岩体3，第一岩体2具有第一断面4，第二岩体3具有第二断面5，且第一断面4上具有第一凹陷区6，第二断面5上具有第二凹陷区7，第一断面4和第二断面5相吻合，且第一岩体2和第二岩体3对接后形成裂隙8，第一凹陷区6与第二凹陷区7共同形成储水构造的腔体9，对接后的第一岩体2和第二岩体3形成圆柱形结构，且圆柱形结构的轴截面的半径与筒体1的内径相等，在第一岩体2和第二岩体3形成的圆柱形结构外侧包覆有密封垫，然后将其完全嵌入筒体1内，防止液体从第一岩体2和第二岩体3两者与筒体1之间的缝隙渗流，其中，腔体9用于在试验过程中盛装填充物，填充物为石英砂或粘土，筒体1的一端连接有供给装置，另一端连接有收集装置，筒体1包括第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11和第二壳体12均为半圆柱形结构，两者对接后形成用于固定第一岩体2和第二岩体3的通腔，第一壳体11和第二壳体12在对接区域均设置有第一凸缘13，第一凸缘13上设置有通孔，第一壳体11和第二壳体12通过螺栓穿过通孔固定连接，且第一壳体11和第二壳体12的第一凸缘13之间设置有密封条，在本实施例中，设置有不同厚度的密封条，通过在第一岩体2和第二岩体3之间的裂隙8和储水构造的腔体9中添加填充物的多少选择合适的密封条，进而能够实现裂隙8宽度的控制，第一壳体11和第二壳体12的两端均设置有用于与供给装置和收集装置连接的第二凸缘19。
在上述实施例中，供给装置包括第一法兰盘14、水管15、压力泵16、压力表17和储水器18，第一法兰盘14的一端与水管15的一端连接，第一法兰盘14的另一端与第一壳体11和第二壳体12一端的第二凸缘19连接，水管15的另一端与储水器18连接，水管15上设置有压力泵16和压力表17，储水器18上设有用于读取示数的刻度线，通过试验前后储水器18上示数的读取，可直接获得所渗入裂隙8中的液体量；收集装置包括第二法兰盘20、排水管21和量筒22，第二法兰盘20的一端与第一壳体11和第二壳体12远离供给装置一端的第二凸缘19连接，另一端与排水管21连接，量筒22用于收集排水管21中所排出的液体，具体地，在第一壳体11两端设置的第二凸缘19上的螺栓孔设置为长条孔，便于在第一壳体11和第二壳体12之间夹设不同厚度的密封条后也能保证第一法兰盘14与第二凸缘19顺利安装，第二法兰盘20与第二凸缘19顺利安装，同时，在第一法兰盘14与第二凸缘19之间，以及第二法兰盘20与第二凸缘19之间也设有密封条。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，其特征在于，包括：筒体、第一岩体和第二岩体，所述第一岩体具有第一断面，所述第二岩体具有第二断面，且所述第一断面上具有第一凹陷区，所述第二断面上具有第二凹陷区，所述第一断面和所述第二断面相吻合，且所述第一岩体和所述第二岩体对接后形成裂隙，所述第一凹陷区与所述第二凹陷区共同形成储水构造的腔体，对接后的所述第一岩体和所述第二岩体完全嵌入所述筒体内，其中，腔体用于在试验过程中盛装填充物，所述筒体的一端连接有供给装置，另一端连接有收集装置。
2.根据权利要求1所述的模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，其特征在于，所述筒体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体均为半圆柱形结构，两者对接后形成用于固定所述第一岩体和所述第二岩体的通腔，所述第一壳体和所述第二壳体在对接区域均设置有第一凸缘，所述第一凸缘上设置有通孔，所述第一壳体和所述第二壳体通过螺栓穿过所述通孔固定连接，且所述第一凸缘上设置有密封条。
3.根据权利要求2所述的模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体的两端均设置有用于与所述供给装置和所述收集装置连接的第二凸缘。
4.根据权利要求3所述的模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，其特征在于，所述供给装置包括第一法兰盘、水管、压力泵、压力表和储水器，所述第一法兰盘的一端与所述水管连接，另一端与所述第一壳体和所述第二壳体一端的所述第二凸缘连接，所述水管与所述储水器连接，所述水管上设置有所述压力泵和所述压力表。
5.根据权利要求4所述的模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，其特征在于，所述储水器上设有用于读取示数的刻度线。
6.根据权利要求4所述的模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，其特征在于，所述收集装置包括第二法兰盘、排水管和量筒，所述第二法兰盘的一端与所述第一壳体和所述第二壳体远离所述供给装置一端的所述第二凸缘连接，另一端与所述排水管连接，所述量筒用于收集所述排水管中所排出的液体。
7.根据权利要求1所述的模拟含储水构造可充填裂隙岩体渗流过程试验装置，其特征在于，所述填充物为石英砂或粘土。
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