CN205910186U - 一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置，它包括化学溶液储存罐，化学溶液储存罐内部装有不同化学组份、不同离子浓度的化学溶液，化学溶液储存罐外部设有加热装置和取样口，化学溶液加压装置将化学溶液经第一精密压力计、第一阀门输入压力室，所述压力室内部装有单裂隙岩石试样，化学溶液流经单裂隙岩石试样，压力室外接围压加压装置，第二精密压力计显示围压加压装置的压力值，自单裂隙岩石试样流出的化学溶液流经第二阀门、精密流量计和第三精密压力计，返回化学溶液储存罐。可以满足水岩化学作用条件下岩体结构面表面形态及岩石微观孔隙结构演化规律研究，为岩体结构的渗透特性和剪切力学特性的演化规律研究提供基础保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水岩耦合装置，具体涉及一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置。
背景技术
天然岩体在漫长的地质作用过程中，被大小不等、方向各异的结构面所纵横切割，从而使岩体形成具有特殊结构的不连续体，即岩体是由结构面网络及其所围成的岩块所组成。岩体结构是控制其稳定性的决定性因素，而工程岩体所赋存的地质环境（如地应力、地下水、地热、地震等）使其处于复杂的状态，且对其稳定性具有重要影响。地下水是一种成份复杂的化学溶液，通常含有多种化学组分且具有一定的酸碱度，它与岩石之间除了水岩物理作用以外，还有更为复杂的水岩化学作用，这种作用往往对岩石或岩体力学效应的影响比单纯的物理作用更为显著。水岩化学作用会使地下水与岩石矿物之间产生溶解、侵蚀等反应，进而导致结构面表面形态和岩石微观孔隙结构发生改变，在宏观上展现为岩体物理力学特性的劣化。同时，水岩化学作用具有时效性，结构面表面形态和岩石微观孔隙结构处于一种动态变化的过程，其长期的作用会使岩体结构的变形、强度和水力学特性产生渐进性损伤。因此，掌握水岩化学作用条件下岩体结构面表面形态及岩石微观孔隙结构演化规律，对分析岩体结构的渗透特性和剪切力学特性的演化规律具有重要的指导作用。
实用新型内容
为了掌握水岩化学作用条件下岩体结构面表面形态及岩石微观孔隙结构演化规律，分析岩体结构的渗透特性和剪切力学特性的演化规律，本实用新型提供一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置，它包括化学溶液储存罐，化学溶液储存罐内部装有不同化学组份、不同离子浓度的化学溶液，化学溶液储存罐外部设有加热装置和取样口，化学溶液加压装置将化学溶液经第一精密压力计、第一阀门输入压力室，所述压力室内部装有单裂隙岩石试样，化学溶液流经单裂隙岩石试样，压力室外接围压加压装置，第二精密压力计显示围压加压装置的压力值，自单裂隙岩石试样流出的化学溶液流经第二阀门、精密流量计和第三精密压力计，返回化学溶液储存罐，二氧化碳气罐通过第四精密压力计、第三阀门与化学溶液储存罐相连，化学溶液储存罐上部设有泄压阀。
所述围压加压装置能够向压力室向单裂隙岩石试样施加径向应力，能够改变裂隙的隙宽及裂隙的渗流量。
本实用新型有如下有益效果：
1、所述围压加压装置向压力室内部施加压力，所述压力室向单裂隙岩石试样施加径向应力，可改变裂隙的隙宽及裂隙的渗流量。
2、所述单裂隙水岩化学作用耦合试验装置，可使不同温度条件下不同化学组分、不同离子浓度、不同二氧化碳含量的化学溶液流经单裂隙岩石试样，与其裂隙表面发生水岩化学作用。
3、本实用新型可以满足水岩化学作用条件下岩体结构面表面形态及岩石微观孔隙结构演化规律研究，为岩体结构的渗透特性和剪切力学特性的演化规律研究提供基础保障。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的整体连接结构示意图。
图中：化学溶液储存罐1、化学溶液2、化学溶液加压装置3、第一精密压力计4-1、第二精密压力计4-2、第三精密压力计4-3、第一阀门5-1、第二阀门5-2、第三阀门5-3、压力室6、单裂隙岩石试样7、围压加压装置8、精密流量计9、二氧化碳气罐10、泄压阀11、加热装置12、取样口13。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
如图1，一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置，其特征在于：它包括化学溶液储存罐1，化学溶液储存罐1内部装有不同化学组份、不同离子浓度的化学溶液2，化学溶液储存罐1外部设有加热装置12和取样口13，化学溶液加压装置3将化学溶液2经第一精密压力计4-1、第一阀门5-1输入压力室6，所述压力室6内部装有单裂隙岩石试样7，化学溶液2流经单裂隙岩石试样7，压力室6外接围压加压装置8，第二精密压力计4-2显示围压加压装置8的压力值，自单裂隙岩石试样7流出的化学溶液2流经第二阀门5-2、精密流量计9和第三精密压力计4-3，返回化学溶液储存罐1，二氧化碳气罐10通过第四精密压力计4-4、第三阀门5-3与化学溶液储存罐1相连，化学溶液储存罐1上部设有泄压阀11。
进一步的，所述围压加压装置8能够向压力室6向单裂隙岩石试样7施加径向应力，能够改变裂隙的隙宽及裂隙的渗流量。
本实用新型的工作过程和工作原理为：
1、化学溶液制备：按照试验方案配置不同化学组份、不同离子浓度的化学溶液，将其装入化学溶液储存罐。
2、装样：将单裂隙岩样装入压力室，锁紧压力室两端盖板，通过围压加压装置升高围压至设计值。
3、试验设备连接：按照试验装置示意图依次连接各部件。
4、开始试验：将化学溶液加热至设计温度，调节化学溶液加压装置至设计压力，使化学溶液流经单裂隙岩样并完成循环，在压力室中使化学溶液与裂隙表面发生水岩化学作用。
在试验中考虑二氧化碳对水岩化学作用的影响，二氧化碳气罐接入化学溶液储存罐，使气压保持一定压力，压力减小时由气罐充气增压，压力增大时由泄压阀降低压力。
精密流量计和精密压力可自动采集数据，人工定期取化学溶液进行化学组分检测，掌握化学组份的变化规律，定期取单裂隙岩样进行CT或核磁共振检测，掌握裂隙表面微观结构变化规律。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。
Claims (2)
1.一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置，其特征在于：它包括化学溶液储存罐（1），化学溶液储存罐（1）内部装有不同化学组份、不同离子浓度的化学溶液（2），化学溶液储存罐（1）外部设有加热装置（12）和取样口（13），化学溶液加压装置（3）将化学溶液（2）经第一精密压力计（4-1）、第一阀门（5-1）输入压力室（6），所述压力室（6）内部装有单裂隙岩石试样（7），化学溶液（2）流经单裂隙岩石试样（7），压力室（6）外接围压加压装置（8），第二精密压力计（4-2）显示围压加压装置（8）的压力值，自单裂隙岩石试样（7）流出的化学溶液（2）流经第二阀门（5-2）、精密流量计（9）和第三精密压力计（4-3），返回化学溶液储存罐（1），二氧化碳气罐（10）通过第四精密压力计（4-4）、第三阀门（5-3）与化学溶液储存罐（1）相连，化学溶液储存罐（1）上部设有泄压阀（11）。
2.根据权利要求1所述的一种单裂隙水岩化学作用耦合试验装置，其特征在于：所述围压加压装置（8）能够向压力室（6）向单裂隙岩石试样（7）施加径向应力，能够改变裂隙的隙宽及裂隙的渗流量。
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