CN117268910A - 三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置及其测量方法，其中，所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置包括主体、套管以及压力装置，所述主体开设有一容置腔，所述主体设置有一底座，所述底座上方设置有压头；所述套管安装于所述压头与所述底座之间，且所述套管、所述压头以及所述底座围合形成一封闭腔，所述套管上设置有多组开度测量组件；所述压力装置包括围压装置、偏压装置以及孔隙液压装置，所述围压装置调整套管的围压；所述偏压装置调整施加于岩石试样顶部的压力。本发明旨在提出一种模拟岩石三轴应力状态下的裂隙开度测量装置以及方法。

Description

三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及岩石力学性质研究技术领域，具体涉及一种三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置及其测量方法。
背景技术
岩石在内外压力作用下裂隙开度变化为岩石储体工程中重要的评价指标。二氧化碳地质封存、增强型地热系统开发、核废物地质处置、能源地下储存等都属于储体工程。在岩层储体注入和抽取的过程中，孔隙水压力的升降引起岩层变形导致带有裂隙的岩层的裂隙开度发生改变。裂隙开度的变化程度能够反应岩石自身导水性能。因此，获得岩石在不同应力环境下，其裂隙开度的演化规律非常重要。
在中国专利申请号为CN201711025004.5的发明专利中，公开了一种测量应力渗流作用下裂隙宽度变化规律的系统及方法，主要用于测量裂隙岩体加载有垂直其裂隙的预设应力状态下，在裂隙中导入预设压强的液体时，裂隙岩体在应力-渗流作用下裂隙宽度的变化规律。但该测量系统与方法无法对岩石裂隙开度在三轴应力条件下的变化规律进行试验测量。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置及其测量方法，旨在提出一种模拟岩石三轴应力状态下的裂隙开度测量装置以及方法。
为实现上述目的，本发明提出一种三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置，其中，所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置包括：
主体，开设有一容置腔，所述主体对应于所述容置腔底部的位置设置有一底座，所述底座上方设置有一可上下活动的压头；
套管，可拆卸安装于所述压头与所述底座之间，用以套设于岩石试样，且所述套管、所述压头以及所述底座围合形成一封闭腔以容置岩石试样，所述套管在其轴向上设置有多组开度测量组件，所述开度测量组件包括嵌设于所述套管侧壁且相对设置的两个弧形钢片、以及套设于所述套管对应于所述弧形钢片处的开度测量装置，两个所述弧形钢片用以分设于岩石试样的裂隙两侧，所述开度测量装置包括开设有断口的套环以及安装于所述断口两侧的直线位移传感器，所述断口对应于两个所述弧形钢片的间隔处设置，以使得所述直线位移传感器的测量方向与岩石裂隙开度方向一致；以及，
压力装置，包括围压装置、偏压装置以及孔隙液压装置，所述围压装置作用于所述容置腔，以调整位于所述容置腔内的所述套管的围压；所述偏压装置作用于所述压头顶部，以调整所述压头施加于岩石试样顶部的压力；所述孔隙液压装置包括第一电机伺服泵以及第二电机伺服泵，所述第一电机伺服泵通过第一液压管路自所述底座连通所述封闭腔底部，所述第二电机伺服泵通过第二液压管路自所述压头连通所述封闭腔顶部，所述第一液压管路、所述第二液压管路以及所述封闭腔形成液压回路。
可选地，所述压头部分伸入所述套管顶部，所述底座部分伸入所述套管底部，所述套管的顶部与底部分别套设有一箍环，位于所述套管顶部的所述箍环将所述套管的顶部紧固于所述压头，位于所述套管底部的所述箍环将所述套管的底部紧固于所述底座。
可选地，所述套管内设置有两个渗透垫片，且两个所述渗透垫片用以设置于岩石试样的端部。
可选地，所述液压回路上还设置有真空泵。
可选地，所述液压回路上还设置有空气压缩机。
本发明还提出一种基于上述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置的测量方法，其中，所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法的步骤包括：
将岩石试样的裂隙面开度方向沿直线位移传感器的测量方向装入套管，再将套管安装至底座与压头之间，形成封闭腔；
控制围压装置与偏压装置施加所需的围压与偏压；
获取多个直线位移传感器的初始读数；
控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压；
获取多个直线位移传感器最终读数，以获得对应围压、偏压以及流体液压下的裂隙面开度变化。
可选地，所述控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压的步骤包括：
控制第一电机伺服泵以第一设定压力值，第二电机伺服泵以第二设定压力值同步启动，且第一设定压力值大于第二设定压力值；
观察第二电机伺服泵的流体体积读数，直至增速稳定。
可选地，所述控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压的步骤还包括：
控制第一电机伺服泵以及第二电机伺服泵以相同的设定压力值同步启动；
观察第二电机伺服泵的流体体积读数，直至增速停滞。
可选地，所述将岩石试样的裂隙面开度方向沿直线位移传感器的测量方向装入套管，再将套管安装至底座与压头之间，形成封闭腔的步骤之前，还包括：
将标准圆柱钢样装入套管，再将套管安装至底座与压头之间，形成封闭腔；
控制围压装置与偏压装置施加所需的围压与偏压；
获取多个直线位移传感器的初始读数；
控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压；
获取多个直线位移传感器最终读数，以获得测量装置开度误差值。
可选地，所述液压回路上还设置有真空泵以及空气压缩机，所述控制围压装置与偏压装置施加所需的围压与偏压的步骤之前，还包括：
控制空气压缩机开启，排出液压回路内液体；
关闭空气压缩机，开启真空泵一设定时间，以对液压回路抽真空处理。
本发明的技术方案中，岩石试样的裂隙面必须尽量经过圆柱岩样的中轴线，可以是完整岩样竖向劈裂开，也可以是含裂隙岩样的加工，如此，调整岩石试样的安装角度，使其垂直于裂隙的开度方向与所述直线位移传感器的测量方向保持一致。在此基础上，两个所述弧形钢片位于岩石试样开度方向上的两侧，且所述套环通过自身弹性或在所述断口处设置牵引弹簧以维持与所述弧形钢片刚性抵持，岩石裂隙开度变化时，两个所述弧形钢片之间的距离出现变化，可反应至与其抵持的所述套环上的所述断口尺寸变化，进而使得所述直线位移传感器测量得到的所述断口尺寸的变化值能够换算得到两个所述弧形钢片之间的间距变化，从而得到岩石试样裂隙的开度变化。因内置于所述套管的所述弧形钢片自身形变量小，减小了因所述套管自身柔性形变造成的测量误差，而所述套环与所述弧形钢片刚性抵持，减小了所述套管与所述套环之间柔性抵接造成的测量误差，使得提升了对岩石试样裂隙开度的测量精度。具体地，所述断口可以设置为两个，并在所述断口处设置牵引弹簧维持所述套环套设于所述套管，对应地设置两个所述直线位移传感器，能够在得到两个所述断口处的测量值后计算均值，使得测量误差进一步缩小，测量精度高。此外，所述套管位于所述容置腔内，通过所述底座与所述压头夹设，使得所述偏压装置对所述压头施压能够模拟岩石试样受到的偏压；所述围压装置对所述套管周侧施压能够模拟岩石试样受到的围压；所述套管与所述第一液压管路以及所述第二液压管路封闭形成所述液压回路，通过控制所述第一电机伺服泵以及所述第二电机伺服泵对所述液压回路施加液压，可模拟进入岩石试样裂隙以及孔隙内的液体造成的孔隙液压；如此，实现对岩石试样所受三轴应力条件的模拟，可实现对三轴应力条件下岩石裂隙开度变化进行测量，满足试验研究需求。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置的一实施例的简图；
图2为图1中套管处的局部平面简图；
图3为图2中套管的AA’截面示意图；
图4为图3中C部位的局部放大示意图；
图5为图2中套管的BB’截面示意图；
图6为本发明提供的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法的第一实施例的流程示意图；
图7为本发明提供的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法的第二实施例的流程示意图；
图8为本发明提供的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法的第三实施例的流程示意图；
图9为本发明提供的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法的第四实施例的流程示意图；
图10为本发明提供的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法的第五实施例的流程示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
岩石在内外压力作用下裂隙开度变化为岩石储体工程中重要的评价指标。二氧化碳地质封存、增强型地热系统开发、核废物地质处置、能源地下储存等都属于储体工程。在岩层储体注入和抽取的过程中，孔隙水压力的升降引起岩层变形导致带有裂隙的岩层的裂隙开度发生改变。裂隙开度的变化程度能够反应岩石自身导水性能。因此，获得岩石在不同应力环境下，其裂隙开度的演化规律非常重要。
在中国专利申请号为CN201711025004.5的发明专利中，公开了一种测量应力渗流作用下裂隙宽度变化规律的系统及方法，主要用于测量裂隙岩体加载有垂直其裂隙的预设应力状态下，在裂隙中导入预设压强的液体时，裂隙岩体在应力-渗流作用下裂隙宽度的变化规律。但该测量系统与方法无法对岩石裂隙开度在三轴应力条件下的变化规律进行试验测量。
鉴于此，本发明提供一种三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置，图1至图5为本发明提供的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置的一实施例，以下将结合具体的附图对所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置进行说明。
请参阅图1至图5，所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置100包括主体1、套管2以及压力装置4，所述主体1开设有一容置腔11，所述主体1对应于所述容置腔11底部的位置设置有一底座12，所述底座12上方设置有一可上下活动的压头13；所述套管2可拆卸安装于所述压头13与所述底座12之间，用以套设于岩石试样，且所述套管2、所述压头13以及所述底座12围合形成一封闭腔3以容置岩石试样，所述套管2在其轴向上设置有多组开度测量组件21，所述开度测量组件21包括嵌设于所述套管2侧壁且相对设置的两个弧形钢片211、以及套设于所述套管2对应于所述弧形钢片211处的开度测量装置212，两个所述弧形钢片211用以分设于岩石试样的裂隙两侧，所述开度测量装置212包括开设有断口2122的套环2121以及安装于所述断口2122两侧的直线位移传感器2123，所述断口2122对应于两个所述弧形钢片211的间隔处设置，以使得所述直线位移传感器2123的测量方向与岩石裂隙开度方向一致；所述压力装置4包括围压装置41、偏压装置42以及孔隙液压装置43，所述围压装置41作用于所述容置腔11，以调整位于所述容置腔11内的所述套管2的围压；所述偏压装置42作用于所述压头13顶部，以调整所述压头13施加于岩石试样顶部的压力；所述孔隙液压装置43包括第一电机伺服泵431以及第二电机伺服泵433，所述第一电机伺服泵431通过第一液压管路432自所述底座12连通所述封闭腔3底部，所述第二电机伺服泵433通过第二液压管路434自所述压头13连通所述封闭腔3顶部，所述第一液压管路432、所述第二液压管路434以及所述封闭腔3形成液压回路。
本发明的技术方案中，岩石试样的裂隙面必须尽量经过圆柱岩样的中轴线，可以是完整岩样竖向劈裂开，也可以是含裂隙岩样的加工，如此，调整岩石试样的安装角度，使其垂直于裂隙的开度方向与所述直线位移传感器2123的测量方向保持一致。在此基础上，两个所述弧形钢片211位于岩石试样开度方向上的两侧，且所述套环2121通过自身弹性或在所述断口处设置牵引弹簧以维持与所述弧形钢片211刚性抵持，岩石裂隙开度变化时，两个所述弧形钢片211之间的距离出现变化，可反应至与其抵持的所述套环2121上的所述断口2122尺寸变化，进而使得所述直线位移传感器2123测量得到的所述断口2122尺寸的变化值能够换算得到两个所述弧形钢片211之间的间距变化，从而得到岩石试样裂隙的开度变化。因内置于所述套管2的所述弧形钢片211自身形变量小，减小了因所述套管2自身柔性形变造成的测量误差，而所述套环2121与所述弧形钢片211刚性抵持，减小了所述套管2与所述套环2121之间柔性抵接造成的测量误差，使得提升了对岩石试样裂隙开度的测量精度。具体地，所述断口2122可以设置为两个，并在所述断口2122处设置牵引弹簧维持所述套环2121套设于所述套管2，对应地设置两个所述直线位移传感器2123，能够在得到两个所述断口2122处的测量值后计算均值，使得测量误差进一步缩小，测量精度高。此外，所述套管2位于所述容置腔11内，通过所述底座12与所述压头13夹设，使得所述偏压装置42对所述压头13施压能够模拟岩石试样受到的偏压；所述围压装置41对所述套管2周侧施压能够模拟岩石试样受到的围压；所述套管2与所述第一液压管路432以及所述第二液压管路434封闭形成所述液压回路，通过控制所述第一电机伺服泵431以及所述第二电机伺服泵433对所述液压回路施加液压，可模拟进入岩石试样裂隙以及孔隙内的液体造成的孔隙液压；如此，实现对岩石试样所受三轴应力条件的模拟，可实现对三轴应力条件下岩石裂隙开度变化进行测量，满足试验研究需求。需要注意的是，所述直线位移传感器可以是电阻式位移传感器、感应式位移传感器、压电式位移传感器以及激光位移传感器等，本实施例中，所述直线位移传感器设置为LVDT(Linear Variable Differential Transformer，线性可变差动变压器)位移传感器。
可以理解的是，所述围压装置41可以是液体泵也可以是气体泵，通过对所述容置腔11内介质施压，以满足对所述套管2周侧进行施压，且施加压力较为均匀，本实施例中，所述围压装置41设置为液体泵，以模拟岩石试样的液体压力环境。同样的，所述偏压装置42通过施压于所述压头13，其可以是顶推装置，也可以是气压或液压装置，本实施例中在所述压头13顶部设置有一压力腔，通过所述偏压装置42对上述压力腔内注入液体以提供液压，进而抵推所述压头13施加给岩石试样顶部偏压。此外，所述弧形钢片211还可以是贴附于所述套管2，但显然与所述套管2的安装配合不稳定，故本实施例中直接采用所述弧形钢片211与所述套管2一体成型的结构设置方式，保障其配合稳定性。
进一步地，所述压头13部分伸入所述套管2顶部，所述底座12部分伸入所述套管2底部，所述套管2的顶部与底部分别套设有一箍环5，位于所述套管2顶部的所述箍环5将所述套管2的顶部紧固于所述压头13，位于所述套管2底部的所述箍环5将所述套管2的底部紧固于所述底座12。所述套管2与所述压头13以及所述底座12密封安装的方式可以为多种，包括直接在所述压头13与所述底座12上设置环状的夹持结构，以夹持所述套管2的顶端以及底端完成所述套管2的封闭安装，但如此设置显然结构较为复杂，设计成本高。本实施例中，通过将所述套管2的长度设置为大于岩石试样的长度，以使得所述底座12与所述压头13伸入所述套管2内，再使用可拆卸的所述箍环5箍紧所述套管2对应于所述压头13以及所述底座12的部分，完成对所述套环与所述压头13以及所述底座12间隙的封闭，且并未施力于岩石试样，避免影响岩石试样的压力环境，保障测量精度。
此外，所述套管2内设置有两个渗透垫片6，且两个所述渗透垫片6用以设置于岩石试样的端部。所述渗透垫片6主要用于将所述第一液压管路432以及所述第二液压管路434泵入所述套管2内的液体分散至岩石试样的整个截面，避免液体在管口处集中后在岩石试样内部径向扩散的情况，以避免上述情况造成的应力环境偏差，进而避免影响测量精度。
此外，所述液压回路上还设置有真空泵7。通过所述真空泵7将所述液压回路进行真空处理，此时所述直线位移传感器2123所测量出的岩石试样的尺寸排除了岩石试样孔隙以及裂隙中气体液体的影响，从而使得测量更为精准。
进一步地，所述液压回路上还设置有空气压缩机8。通过所述空气压缩机8也将所述液压回路内的液体吹出，再由所述真空泵7进行抽真空处理，其效果更为稳定良好。
请参阅图6至图10，本发明还提出一种基于上述结构的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法，其步骤包括：
S100：将岩石试样的裂隙面开度方向沿直线位移传感器2123的测量方向装入套管2，再将套管2安装至底座12与压头13之间，形成封闭腔3；
S200：控制围压装置41与偏压装置42施加所需的围压与偏压；
S300：获取多个直线位移传感器2123的初始读数；
S400：控制孔隙液压装置43对液压回路内施加流体液压；
S500：获取多个直线位移传感器2123最终读数，以获得对应围压、偏压以及流体液压下的裂隙面开度变化。
在上述测量方法中，首先需将带有裂隙面的岩石试样按对应角度放置于所述套管2内，最优为裂隙面为两个所述弧形钢片211的对称面，以此减小岩石试样开度方向与所述直线位移传感器2123测量方向的夹角，保障测量数值的准确程度，提升所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置100的测量精度。在完成岩石试样的放置后，将所述套环2121套设于所述套管2对应于所述弧形钢片211的位置，并设置好所述直线位移传感器2123，而后将所述套管2安装至所述底座12与所述压头13之间，再控制所述围压装置41以及所述偏压装置42施加所需设定的围压值与偏压值，此时读取所述直线位移传感器2123的数值作为初始读数，即为岩石试样的开度初始值，而后，控制所述孔隙液压装置43对所述液压回路内施加流体液压，待液体流动稳定后，再次读取所述直线位移传感器2123的数值作为最终读数，上述最终读数与初始读数之间的差额，即为该岩石试样在上述围压值、偏压值以及孔隙液压值的三轴应力条件下的裂隙开度变化值，通过改变围压、偏压、孔隙液压即可得到不同压力条件下的开度演化规律，以作为岩石试样的性能参考参数，以供测试研究使用。具体地，所述开度测量装置212主要设置为上中下三组，以对应检测岩石试样上中下三部位的不同裂隙开度值，以完善测量数据，满足测试研究需求。
此外，所述步骤S400包括：
S410：控制第一电机伺服泵431以第一设定压力值，第二电机伺服泵433以第二设定压力值同步启动，且第一设定压力值大于第二设定压力值；
S420：观察第二电机伺服泵433的流体体积读数，直至增速稳定。
通过调节所述第一电机伺服泵431与所述第二伺服泵以不同设定压力值同步启动，使所述套管2内的岩石试样的上下两端存在压力差，即存在渗透压差，如此，在液体流动稳定，即流速趋于定值后，读取所述直线位移传感器2123的数值，与上述初始读数的差值，即为渗透压差条件下岩石试样的开度变化数值。
此外，所述步骤400还包括：
S430：控制第一电机伺服泵431以及第二电机伺服泵433以相同的设定压力值同步启动；
S440：观察第二电机伺服泵433的流体体积读数，直至增速停滞。
通过调节所述第一电机伺服泵431与所述第二伺服泵以相同的设定压力值同步启动，在液体流动稳定，即流动趋于停滞时，读取所述直线位移传感器2123的数值，与上述开度初始值的差值，即为岩石试样孔隙内液压作用条件下岩石试样的开度变化数值。
此外，所述步骤S100之前，还包括：
S110：将标准圆柱钢样装入套管2，再将套管2安装至底座12与压头13之间，形成封闭腔3；
S120：控制围压装置41与偏压装置42施加所需的围压与偏压；
S130：获取多个直线位移传感器2123的初始读数；
S140：控制孔隙液压装置43对液压回路内施加流体液压；
S150：获取多个直线位移传感器2123最终读数，以获得测量装置开度误差值。
通过采用标准圆柱钢样替代所需测量的岩石试样，在保障两者三轴应力条件一致的基础上，通过标准圆柱钢样测量所得数据为所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置100自身在该三轴应力条件下的形变误差值，而后替换岩石试样测量得出开度变化值后，可减去上述形变误差值，以进一步提升测量精度。
此外，所述液压回路上还设置有真空泵7以及空气压缩机8，所述步骤S200之前，还包括：
S210：控制空气压缩机8开启，排出液压回路内液体；
S220：关闭空气压缩机8，开启真空泵7一设定时间，以对液压回路抽真空处理。
通过所述真空泵7以及所述空气压缩机8配合，以排除岩石试样孔隙以及裂隙中气体液体的影响，从而使得测量更为精准已于上文进行描述，在此不再一一赘述。
可以理解的是，本申请所提出的所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置100及其测量方法的适用范围不仅限于水力耦合条件，例如通过改变孔隙水成分的不同化学配比，开展三轴蠕变状态下的长期裂隙开度测试可得到化学-渗透-力学耦合作用下的岩石裂隙开度演化规律，具体以实际测试研究需求为主，改变所述液压回路内液体成分即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置，其特征在于，包括：
主体，开设有一容置腔，所述主体对应于所述容置腔底部的位置设置有一底座，所述底座上方设置有一可上下活动的压头；
套管，可拆卸安装于所述压头与所述底座之间，用以套设于岩石试样，且所述套管、所述压头以及所述底座围合形成一封闭腔以容置岩石试样，所述套管在其轴向上设置有多组开度测量组件，所述开度测量组件包括嵌设于所述套管侧壁且相对设置的两个弧形钢片、以及套设于所述套管对应于所述弧形钢片处的开度测量装置，两个所述弧形钢片用以分设于岩石试样的裂隙两侧，所述开度测量装置包括开设有断口的套环以及安装于所述断口两侧的直线位移传感器，所述断口对应于两个所述弧形钢片的间隔处设置，以使得所述直线位移传感器的测量方向与岩石裂隙开度方向一致；以及，
压力装置，包括围压装置、偏压装置以及孔隙液压装置，所述围压装置作用于所述容置腔，以调整位于所述容置腔内的所述套管的围压；所述偏压装置作用于所述压头顶部，以调整所述压头施加于岩石试样顶部的压力；所述孔隙液压装置包括第一电机伺服泵以及第二电机伺服泵，所述第一电机伺服泵通过第一液压管路自所述底座连通所述封闭腔底部，所述第二电机伺服泵通过第二液压管路自所述压头连通所述封闭腔顶部，所述第一液压管路、所述第二液压管路以及所述封闭腔形成液压回路。
2.如权利要求1所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置，其特征在于，所述压头部分伸入所述套管顶部，所述底座部分伸入所述套管底部，所述套管的顶部与底部分别套设有一箍环，位于所述套管顶部的所述箍环将所述套管的顶部紧固于所述压头，位于所述套管底部的所述箍环将所述套管的底部紧固于所述底座。
3.如权利要求1所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置，其特征在于，所述套管内设置有两个渗透垫片，且两个所述渗透垫片用以设置于岩石试样的端部。
4.如权利要求1所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置，其特征在于，所述液压回路上还设置有真空泵。
5.如权利要求4所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置，其特征在于，所述液压回路上还设置有空气压缩机。
6.一种基于如权利要求1-5任意一项所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量装置的测量方法，其特征在于，所述三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法的步骤包括：
将岩石试样的裂隙面开度方向沿直线位移传感器的测量方向装入套管，再将套管安装至底座与压头之间，形成封闭腔；
控制围压装置与偏压装置施加所需的围压与偏压；
获取多个直线位移传感器的初始读数；
控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压；
获取多个直线位移传感器最终读数，以获得对应围压、偏压以及流体液压下的裂隙面开度变化。
7.如权利要求6所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法，其特征在于，所述控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压的步骤包括：
控制第一电机伺服泵以第一设定压力值，第二电机伺服泵以第二设定压力值同步启动，且第一设定压力值大于第二设定压力值；
观察第二电机伺服泵的流体体积读数，直至增速稳定。
8.如权利要求6所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法，其特征在于，所述控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压的步骤还包括：
控制第一电机伺服泵以及第二电机伺服泵以相同的设定压力值同步启动；
观察第二电机伺服泵的流体体积读数，直至增速停滞。
9.如权利要求6所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法，其特征在于，所述将岩石试样的裂隙面开度方向沿直线位移传感器的测量方向装入套管，再将套管安装至底座与压头之间，形成封闭腔的步骤之前，还包括：
将标准圆柱钢样装入套管，再将套管安装至底座与压头之间，形成封闭腔；
控制围压装置与偏压装置施加所需的围压与偏压；
获取多个直线位移传感器的初始读数；
控制孔隙液压装置对液压回路内施加流体液压；
获取多个直线位移传感器最终读数，以获得测量装置开度误差值。
10.如权利要求6所述的三轴应力条件下岩石裂隙开度变化测量方法，其特征在于，所述液压回路上还设置有真空泵以及空气压缩机，所述控制围压装置与偏压装置施加所需的围压与偏压的步骤之前，还包括：
控制空气压缩机开启，排出液压回路内液体；
关闭空气压缩机，开启真空泵一设定时间，以对液压回路抽真空处理。
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