CN112858044A - 一种用于剪切渗流试验的试验装置及试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于剪切渗流试验的试验装置，包括加压装置、第一剪切盒、剪切头和第二剪切盒；加压装置设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，第一剪切盒的开口端与第二剪切盒的开口端在加压装置的压力作用下贴合，第一剪切盒和第二剪切盒形成用于放置试样的盒体，加压装置用于对盒体内的试样施加压力；剪切头用于推动第一剪切盒和第二剪切盒间相对运动；剪切头的施力方向与加压装置的施力方向相互垂直。采用瞬时压力脉冲法和稳态法两种方法进行渗透率的测试，可以同时测得岩样在加载初期以及加载后期的渗透率，解决了稳态法在加载初期几乎不能得到岩样渗透率的问题。本发明还提供了一种采用所述用于剪切渗流试验的试验装置进行试验的方法。

Description

一种用于剪切渗流试验的试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及实验测量仪器技术领域，具体涉及一种用于剪切渗流试验的试验装置及试验方法。
背景技术
采用天然岩石进行的岩石力学试验是了解岩石力学特性的基本方法，也是岩石力学学科中最重要的、最基础性的内容。通过合理的试验测试，获得可靠的岩石力学参数，为岩石工程设计和工程地质评价提供重要支撑数据，对工程安全性、经济性影响极为重大。
岩石剪切试验是测试岩体基本力学性能的一种常用测试方法，但是，岩体所处的环境会对其力学性能产生较大的影响，如同一性质的岩体在干燥和饱水状态下的强度可能存在明显差异。对于一些山岭隧道或引水隧洞工程，围岩中很可能存在承压水。为了评估承压水作用下岩石的剪切力学性能，最有效的方法是展开室内岩样测试。
虽然目前已有一些剪切盒装置，如申请号为201921868231.9的中国专利公开了一种用于岩石直剪试验的刚性剪切盒；申请号为202010475797.6的中国专利公开了一种剪切渗流耦合破坏过程可视化的试验装置及方法；但这些装置均不能在同时考虑承压水状况下开展岩石的剪切力学实验及渗透率测试实验。
综上所述，急需一种用于剪切渗流试验的试验装置及试验方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于剪切渗流试验的试验装置，旨在解决现有的剪切试验装置不能在同时考虑承压水状况下开展岩石的剪切力学实验及渗透率测试实验，具体技术方案如下：
一种用于剪切渗流试验的试验装置，包括加压装置、第一剪切盒、剪切头和第二剪切盒；所述加压装置设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，所述第一剪切盒的开口端与第二剪切盒的开口端在加压装置的压力作用下贴合，第一剪切盒和第二剪切盒形成用于放置试样的盒体，且所述加压装置用于对盒体内的试样施加压力；所述剪切头设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，所述剪切头用于推动第一剪切盒和第二剪切盒间相对运动；所述剪切头的施力方向与加压装置的施力方向相互垂直；所述第一剪切盒上设有进水口和第一接口，所述第二剪切盒上设有第二接口和出水口；所述第二接口和出水口设置于第二剪切盒的同一侧，所述第一接口与第二接口相对设置。
以上技术方案中优选的，所述第一剪切盒的外侧壁上设有剪切头卡槽，所述剪切头设置于所述剪切头卡槽中。
以上技术方案中优选的，所述加压装置包括加压件和弹簧，所述加压件包括相对设置的第一压板和第二压板，所述第一压板和第二压板之间通过压力轴连接；所述第一剪切盒上设有加压孔，所述压力轴活动设置于所述加压孔中，所述第二压板位于第一剪切盒的内部，用于对试样施加压力；所述弹簧的两端连接第一压板和第一剪切盒。
以上技术方案中优选的，所述第一剪切盒上绕加压孔均设有多件钢柱，所述弹簧与钢柱一一对应设置，所述弹簧通过钢柱设置于所述第一剪切盒上。
以上技术方案中优选的，所述加压装置还包括压头和滚柱，多件滚柱并排设置于所述第一压板上，所述压头设置于所述滚柱上，通过滚柱滚动实现压头与第一压板之间相对运动。
以上技术方案中优选的，所述压力轴与加压孔之间设有密封环，所述加压孔的内壁上设有凸起，所述密封环设置于所述凸起上。
以上技术方案中优选的，所述第一剪切盒的开口端与第二剪切盒的开口端均固定设有密封条组，两组密封条组之间相互贴合及滑动。
以上技术方案中优选的，所述密封条组包括相对设置的两件第一密封条和相对设置的两件第二密封条，第一密封条与第二密封条首尾相接构成方形的密封条组；所述第一密封条和第二密封条垂直于长度方向的截面均为直角三角形，所述第一密封条垂直于所述剪切头的施力方向设置，所述第二密封条平行于剪切头的施力方向设置；
在第一剪切盒的密封条组中，第一密封条的一条直角边设置于第一剪切盒的开口端上，另一条直角边位于靠近剪切头的一侧；第二密封条的一条直角边设置于第一剪切盒的开口端上，另一条直角边位于靠近盒体内部的一侧；
在第二剪切盒的密封条组中，第一密封条的一条直角边设置于第一剪切盒的开口端上，另一条直角边位于远离剪切头的一侧；第二密封条的一条直角边设置于第一剪切盒的开口端上，另一条直角边位于远离盒体内部的一侧；
两组密封条组之间通过斜面相互贴合及滑动。
以上技术方案中优选的，所述试样与第一剪切盒的内壁之间以及试样与第二剪切盒的内壁之间均设有环形密封垫；所述试样的外壁表面设有沿试样轴向设置的第一槽道和第二槽道，所述第一槽道和第二槽道相对设置于所述试样的两侧，所述第一槽道设置于试样的上半部分，所述第二槽道设置于试样的下半部分。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
本发明剪切渗流试验的试验装置，可以测试剪切过程中岩样的渗透率情况，为研究承压水条件下隧道开挖卸荷引发围岩变形的发展机理提供试验途径，对承压水条件下隧洞周边岩体的变形分析和稳定性评价具有重要的现实意义和应用价值。
本发明剪切渗流试验的试验装置，所述第一剪切盒上设有进水口和第一接口，所述第二剪切盒上设有第二接口和出水口，所述进水口和出水口用于稳态法对试样进行渗透率测试，所述第一接口和第二接口用于瞬时压力脉冲衰减法对试样进行渗透率测试；采用瞬时压力脉冲法和稳态法两种方法进行渗透率的测试，可以同时测得岩样在加载初期以及加载后期的渗透率，解决了岩样处于加载初期(仅存在部分微裂纹)，岩石的渗透率处于较低水平时，采用稳态法测试几乎不能得到岩样渗透率的问题。本发明的试验装置采用瞬时压力脉冲法和稳态法结合进行测试，测试的适用性更广泛，测试精度更高。
本发明还提供了一种采用所述用于剪切渗流试验的试验装置进行试验的方法，包括如下步骤：
步骤一：按照盒体内径尺寸制作同样尺寸的试样，并将试样设置于盒体内部，在所述试样与第一剪切盒的内壁之间以及试样与第二剪切盒的内壁之间均设置环形密封垫；
步骤二：压头对第一压板施加压力，第一剪切盒和第二剪切盒在弹簧的作用下贴合，第二压板对试样施加压力；
步骤三：将进水口连接到高压水泵上，将第一接口连接到瞬时压力脉冲测试系统上游容器中，将出水口连接到废弃水回收容器中，将第二接口连接到瞬时压力脉冲测试系统下游容器中；
步骤四：剪切头逐级施加荷载，每施加一级荷载，都进行一次渗透率测试，直至岩石试样发生破坏；渗透率测试依次采用瞬时压力脉冲衰减法和稳态法进行测试，并取渗透率的最大值作为该级加载条件下的渗透率；在采用稳态法测试试样渗透率的时候打开出水口，在采用瞬时压力脉冲衰减法测试试样渗透率时关闭出水口；
步骤五：在盒体内不放置试样条件下，剪切头重复逐级施加荷载，加载期间不启用瞬时压力脉冲测试系统和高压水泵，得到试验装置在各级加载条件下的阻力；
步骤六：运用公式
Figure BDA0002976216710000041
得到最终各级加载条件下实际作用于试样上的加载力；其中，
Figure BDA0002976216710000042
为各级加载条件下实际作用于试样上的加载力，
Figure BDA0002976216710000043
为各级加载条件下剪切头的加载力，
Figure BDA0002976216710000044
为无试样情况下试验装置在各级加载条件下的阻力。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明试验装置的整体结构示意图；
图2是图1中第一剪切盒的结构示意图；
图3是两条第二密封条间的配合示意图；
图4是试样的结构示意图；
其中，1、压头，2、滚柱，3、加压件，4、弹簧，5、进水管，6、进水口，7、第一承压管，8、第一接口，9、第一剪切盒，9.1、剪切头卡槽，9.2、加压孔，9.3、凸起，9.4、钢柱，10、剪切头，11、第一密封条，12、第二剪切盒，13、第二接口，14、第二承压管，15、出水口，16、出水管，17、试样，17.1、第一槽道，17.2、第二槽道，18、环形密封垫，19、第二密封条。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1-4，一种用于剪切渗流试验的试验装置，包括加压装置、第一剪切盒9、剪切头10和第二剪切盒12，所述第一剪切盒9的开口端与第二剪切盒12的开口端贴合，第一剪切盒9和第二剪切盒12形成用于放置试样17的盒体；所述剪切头10用于推动第一剪切盒9和第二剪切盒12间相对运动(剪切头可设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，本实施例中剪切头设置于第一剪切盒上)，所述加压装置用于对盒体内的试样17施加压力，且所述第一剪切盒9的开口端与第二剪切盒12的开口端在加压装置的压力作用下贴合(所述加压装置可设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，本实施例中加压装置设置于第一剪切盒上)；所述剪切头10的施力方向与加压装置的施力方向相互垂直；所述第一剪切盒9上设有进水口6和第一接口8，所述第二剪切盒12上设有第二接口13和出水口15；所述第二接口13和出水口15设置于第二剪切盒12的同一侧，所述第一接口8与第二接口13相对设置。
优选的，所述进水口6和出水口15用于稳态法对试样进行渗透率测试，所述进水口6连接进水管5，通过进水管5连接高压水泵，所述出水口15连接出水管16，通过出水管16连接废弃水回收容器；所述第一接口8和第二接口13用于瞬时压力脉冲衰减法对试样进行渗透率测试，所述第一接口8连接第一承压管7，通过第一承压管7连接瞬时压力脉冲测试系统的上游容器，所述第二接口13连接第二承压管14，通过第二承压管14连接瞬时压力脉冲测试系统的下游容器。
所述进水管5、第一承压管7和第二承压管14选用能承受高水压力的超高压软管，优选为德国SPIR STAR的软管，其增强层是经过特别处理的高强度钢丝缠绕层，内胶层是聚甲醛或聚酰胺，外胶层相应是聚酰胺或聚亚安酯，亦可根据需要选用国产超高压软管；所述出水管16可选用普通水管。
参见图2，所述第一剪切盒9的外侧壁上设有剪切头卡槽9.1，所述剪切头10设置于所述剪切头卡槽9.1中，剪切头卡槽深度为1～2mm。参见图1，所述剪切头与第二接口13位于同一侧。
所述加压装置包括加压件3和弹簧4，所述加压件3包括相对设置的第一压板和第二压板，所述第一压板和第二压板之间通过压力轴连接；所述第一剪切盒9上设有加压孔9.2，所述压力轴活动设置于所述加压孔9.2中，所述第二压板位于第一剪切盒9的内部，所述第二压板用于对试样17施加压力；所述弹簧4的两端连接第一压板和第一剪切盒9，所述第一剪切盒和第二剪切盒在弹簧作用下贴合，所述弹簧连接第一压板，加压件被下压时会将压力传递至第一剪切盒和第二剪切盒之间，将两者压紧。
所述第一剪切盒9上绕加压孔9.2均设有多件钢柱9.4，所述弹簧4与钢柱9.4一一对应设置，所述弹簧4通过钢柱9.4设置于所述第一剪切盒9上。优选的，所述钢柱9.4设置于所述第一剪切盒9的顶板上，优选的，所述出水口6同样设置于所述第一剪切盒9的顶板上。
所述加压装置还包括压头1和滚柱2，多件滚柱2并排设置于所述第一压板上，所述压头1设置于所述滚柱2上，通过滚柱2滚动实现压头1与第一压板之间相对运动。
本领域人员可以理解，在剪切头10施加力时，第一剪切盒9和加压件3会一起相对于压头1运动，通过滚柱2滚动可实现减小压头1与第一压板间的摩擦力。
所述压力轴与加压孔9.2之间设有密封环，所述加压孔9.2的内壁上设有凸起9.3，所述密封环设置于所述凸起9.3上。优选的，所述密封环嵌套设置于所述凸起上，通过密封环对压力轴和加压孔之间进行密封。
所述第一剪切盒9的开口端与第二剪切盒12的开口端均固定设有密封条组，两组密封条组之间相互贴合及滑动。
所述密封条组包括相对设置的两件第一密封条11和相对设置的两件第二密封条19，第一密封条11与第二密封条19首尾相接构成方形的密封条组(所述第一剪切盒和第二剪切盒均为方形，所述密封条组的形状与第一剪切盒、第二剪切盒相匹配)；所述第一密封条11和第二密封条19垂直于长度方向的截面均为直角三角形，所述第一密封条11垂直于所述剪切头10的施力方向设置，所述第二密封条19平行于剪切头10的施力方向设置。
参见图1和图3，在第一剪切盒9的密封条组中，第一密封条11的一条直角边设置于第一剪切盒9的开口端上，另一条直角边位于靠近剪切头10的一侧；第二密封条19的一条直角边设置于第一剪切盒9的开口端上，另一条直角边位于靠近盒体内部的一侧；
参见图1和图3，在第二剪切盒12的密封条组中，第一密封条11的一条直角边设置于第一剪切盒9的开口端上，另一条直角边位于远离剪切头10的一侧；第二密封条19的一条直角边设置于第一剪切盒9的开口端上，另一条直角边位于远离盒体内部的一侧；
两组密封条组之间通过斜面相互贴合及滑动。
所述试样17与第一剪切盒9的内壁之间以及试样17与第二剪切盒12的内壁之间均设有环形密封垫18；所述环形密封垫18用于保证试样与第一剪切盒、第二剪切盒之间不会留有缝隙形成过水通道。
所述试样17的外壁表面设有沿试样17轴向设置的第一槽道17.1和第二槽道17.2，所述第一槽道17.1和第二槽道17.2相对设置于所述试样17的两侧，所述第一槽道17.1设置于试样17的上半部分，所述第二槽道17.2设置于试样17的下半部分；所述第一槽道17.1和第二槽道17.2用于保证第一剪切盒9中的液体介质能通过第一槽道17.1到达试样17的剪切面，并沿剪切面处的裂缝通过第二槽道17.2流到第二剪切盒中。
在测试过程中，第二槽道17.2位于靠近剪切头10的一侧。
优选的，第一密封条、第二密封条、环形密封垫和密封环优先考虑三元乙丙橡胶。
一种使用上述试验装置进行试验的方法，包括如下步骤：
步骤一：按照盒体内径尺寸制作同样尺寸的岩石试样17，并将试样17设置于盒体内部，在所述试样17与第一剪切盒9的内壁之间以及试样17与第二剪切盒12的内壁之间均设置环形密封垫18；
步骤二：压头1对第一压板施加压力，第一剪切盒9和第二剪切盒12在弹簧4的作用下贴合，第二压板对试样施加压力；
步骤三：将进水口6连接到高压水泵上，将第一接口8连接到瞬时压力脉冲测试系统的上游容器中，将出水口15连接到废弃水回收容器中，将第二接口13连接到瞬时压力脉冲测试系统的下游容器中；
步骤四：剪切头10逐级施加荷载，每施加一级荷载，都进行一次渗透率测试，直至岩石试样发生破坏；渗透率测试依次采用瞬时压力脉冲衰减法和稳态法进行测试，并取渗透率的最大值作为该级加载条件下的渗透率；在采用稳态法测试试样17渗透率的时候打开出水口15，在采用瞬时压力脉冲衰减法测试试样17渗透率时关闭出水口15；
步骤五：在盒体内不放置试样17条件下，剪切头10重复逐级施加荷载，加载期间不启用瞬时压力脉冲测试系统和高压水泵，得到试验装置在各级加载条件下的阻力；
步骤六：运用公式
Figure BDA0002976216710000081
得到最终各级加载条件下实际作用于试样上的加载力；其中，
Figure BDA0002976216710000082
为各级加载条件下实际作用于试样上的加载力，
Figure BDA0002976216710000083
为各级加载条件下剪切头的加载力，
Figure BDA0002976216710000084
为无试样情况下试验装置在各级加载条件下的阻力。
所述瞬时压力脉冲衰减法和稳态法均为现有技术，本实施例中对两种测试方法进行简单说明：
采用稳态法测试岩石试样渗透率的步骤如下：
S1：保持进水口处的水头高度不变，打开出水口，量测在t时间范围内的水流量Q；
S2：量测岩石试样表面的最大裂缝宽度d，将其乘以试样宽度w，得到渗流横截面面积A，计算公式为A＝d×w；
S3：以顺剪切方向上岩石试样的宽度为渗流路径长度L，采用达西定律
Figure BDA0002976216710000085
测得试样的渗透率，式中，k为渗透率，Δh为水头高差。
采用瞬时压力脉冲衰减法测试岩石试样渗透率的步骤如下：
S1：首先给上游容器和下游容器内施加同样的压力；
S2：待上游容器和下游容器内部压力平衡后，给上游容器施加压力脉冲；
S3：测量上游容器、下游容器内部压力随时间变化情况，直至上游容器和下游容器内部达到新的应力平衡状态；
S4：运用公式
Figure BDA0002976216710000086
和
Figure BDA0002976216710000087
求得试样的渗透率；式中，ΔP(t)为上游容器、下游容器实测压力差，ΔP0为上游容器、下游容器初始时刻压力差，V1、V2分别为上游容器、下游容器的容水量，t为测试时间，k为渗透率，A为试样的横截面面积，μ为流体的粘度，β为流体的压缩系数，L为试样宽度，m1为无因次差压-时间曲线斜率；
采用瞬时压力脉冲衰减法测试岩石试样渗透率的过程中，下游容器的水压力保持不变，给上游水箱施加的瞬时高水压比下游水箱水压高10％～20％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，包括加压装置、第一剪切盒(9)、剪切头(10)和第二剪切盒(12)；所述加压装置设置于第一剪切盒(9)或第二剪切盒(12)上，所述第一剪切盒(9)的开口端与第二剪切盒(12)的开口端在加压装置的压力作用下贴合，第一剪切盒(9)和第二剪切盒(12)形成用于放置试样(17)的盒体，且所述加压装置用于对盒体内的试样(17)施加压力；所述剪切头(10)设置于第一剪切盒(9)或第二剪切盒(12)上，所述剪切头(10)用于推动第一剪切盒(9)和第二剪切盒(12)间相对运动；所述剪切头(10)的施力方向与加压装置的施力方向相互垂直；所述第一剪切盒(9)上设有进水口(6)和第一接口(8)，所述第二剪切盒(12)上设有第二接口(13)和出水口(15)；所述第二接口(13)和出水口(15)设置于第二剪切盒(12)的同一侧，所述第一接口(8)与第二接口(13)相对设置。
2.根据权利要求1所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述第一剪切盒(9)的外侧壁上设有剪切头卡槽(9.1)，所述剪切头(10)设置于所述剪切头卡槽(9.1)中。
3.根据权利要求2所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述加压装置包括加压件(3)和弹簧(4)，所述加压件(3)包括相对设置的第一压板和第二压板，所述第一压板和第二压板之间通过压力轴连接；所述第一剪切盒(9)上设有加压孔(9.2)，所述压力轴活动设置于所述加压孔(9.2)中，所述第二压板位于第一剪切盒(9)的内部，用于对试样(17)施加压力；所述弹簧(4)的两端连接第一压板和第一剪切盒(9)。
4.根据权利要求3所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述第一剪切盒(9)上绕加压孔(9.2)均设有多件钢柱(9.4)，所述弹簧(4)与钢柱(9.4)一一对应设置，所述弹簧(4)通过钢柱(9.4)设置于所述第一剪切盒(9)上。
5.根据权利要求3所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述加压装置还包括压头(1)和滚柱(2)，多件滚柱(2)并排设置于所述第一压板上，所述压头(1)设置于所述滚柱(2)上，通过滚柱(2)滚动实现压头(1)与第一压板之间相对运动。
6.根据权利要求3所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述压力轴与加压孔(9.2)之间设有密封环，所述加压孔(9.2)的内壁上设有凸起(9.3)，所述密封环设置于所述凸起(9.3)上。
7.根据权利要求1所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述第一剪切盒(9)的开口端与第二剪切盒(12)的开口端均固定设有密封条组，两组密封条组之间相互贴合及滑动。
8.根据权利要求7所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述密封条组包括相对设置的两件第一密封条(11)和相对设置的两件第二密封条(19)，第一密封条(11)与第二密封条(19)首尾相接构成方形的密封条组；所述第一密封条(11)和第二密封条(19)垂直于长度方向的截面均为直角三角形，所述第一密封条(11)垂直于所述剪切头(10)的施力方向设置，所述第二密封条(19)平行于剪切头(10)的施力方向设置；
在第一剪切盒(9)的密封条组中，第一密封条(11)的一条直角边设置于第一剪切盒(9)的开口端上，另一条直角边位于靠近剪切头(10)的一侧；第二密封条(19)的一条直角边设置于第一剪切盒(9)的开口端上，另一条直角边位于靠近盒体内部的一侧；
在第二剪切盒(12)的密封条组中，第一密封条(11)的一条直角边设置于第一剪切盒(9)的开口端上，另一条直角边位于远离剪切头(10)的一侧；第二密封条(19)的一条直角边设置于第一剪切盒(9)的开口端上，另一条直角边位于远离盒体内部的一侧；
两组密封条组之间通过斜面相互贴合及滑动。
9.根据权利要求1所述的用于剪切渗流试验的试验装置，其特征在于，所述试样(17)与第一剪切盒(9)的内壁之间以及试样(17)与第二剪切盒(12)的内壁之间均设有环形密封垫(18)；所述试样(17)的外壁表面设有沿试样(17)轴向设置的第一槽道(17.1)和第二槽道(17.2)，所述第一槽道(17.1)和第二槽道(17.2)相对设置于所述试样(17)的两侧，所述第一槽道(17.1)设置于试样(17)的上半部分，所述第二槽道(17.2)设置于试样(17)的下半部分。
10.一种使用如权利要求1-9中任意一项所述的用于剪切渗流试验的试验装置进行试验的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：按照盒体内径尺寸制作同样尺寸的试样(17)，并将试样(17)设置于盒体内部，在所述试样(17)与第一剪切盒(9)的内壁之间以及试样(17)与第二剪切盒(12)的内壁之间均设置环形密封垫(18)；
步骤二：压头(1)对第一压板施加压力，第一剪切盒(9)和第二剪切盒(12)在弹簧(4)的作用下贴合，第二压板对试样施加压力；
步骤三：将进水口(6)连接到高压水泵上，将第一接口(8)连接到瞬时压力脉冲测试系统上游容器中，将出水口(15)连接到废弃水回收容器中，将第二接口(13)连接到瞬时压力脉冲测试系统下游容器中；
步骤四：剪切头(10)逐级施加荷载，每施加一级荷载，都进行一次渗透率测试，直至岩石试样发生破坏；渗透率测试依次采用瞬时压力脉冲衰减法和稳态法进行测试，并取渗透率的最大值作为该级加载条件下的渗透率；在采用稳态法测试试样(17)渗透率的时候打开出水口(15)，在采用瞬时压力脉冲衰减法测试试样(17)渗透率时关闭出水口(15)；
步骤五：在盒体内不放置试样(17)条件下，剪切头(10)重复逐级施加荷载，加载期间不启用瞬时压力脉冲测试系统和高压水泵，得到试验装置在各级加载条件下的阻力；
步骤六：运用公式
Figure FDA0002976216700000031
得到最终各级加载条件下实际作用于试样上的加载力；其中，
Figure FDA0002976216700000032
为各级加载条件下实际作用于试样上的加载力，
Figure FDA0002976216700000033
为各级加载条件下剪切头的加载力，
Figure FDA0002976216700000034
为无试样情况下试验装置在各级加载条件下的阻力。
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