CN206057148U - 一种岩石损伤对渗透能力影响的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种岩石损伤对渗透能力影响测试装置，包括用于放置岩样的密闭容器，所述岩样放置在所述密闭容器的中部位置，所述岩样的上下两端设置用于防水渗出的环氧树脂层，所述密闭容器的一端通过进水管连接高压水泵，另一端通过出水管连接储水容器，使得水流从岩样中穿流而过。本实用新型的测试装置通过钻取不同深度的岩样，代表不同损伤程度的岩样，本实用新型利用真空泵减少了岩样中充填气体对渗透性的影响，利用高压水泵和储水容器两侧水压的区别，实现了对岩石渗透性的测试，同时实现了损伤程度对岩石渗透性的影响测试，为评价损伤对岩石渗透性的影响提供了依据。

Description

一种岩石损伤对渗透能力影响的测试装置

技术领域

本实用新型涉及地下岩石工程，尤其涉及地下岩石损伤对渗透能力影响的测试技术。

背景技术

随着地下工程的埋深不断增加，地应力与岩体强度之间的矛盾势愈加尖锐，岩石将不可避免地遭受损伤。损伤的存在导致岩石的内部组织结构、基本力学行为都发生根本性变化，岩石中的初始裂纹张开，从而提高岩石的渗透能力，在损伤区内岩石裂纹的发育形成了很好的导水通道，为地下水的流动提供了可能，外水内渗、内水或化学物质外渗问题对其它工程和环境的安全影响严重，同时也对围岩稳定及施工人员、设备的安全具有一定的威胁。

损伤不同于破裂，破裂是指肉眼可以观察到的破裂面，损伤则一般很难被肉眼所观察到。因此必须分清破裂与损伤，特别是对于脆性特征比较明显的岩石，在高应力作用下会出现片帮、应力节理、应力破损等脆性响应。但是由于损伤区域的裂纹尺度较破裂区要小很多，一般情况下肉眼难以观察到这类细小的损伤裂纹，必须依赖于监测测试仪器。目前，主要采用的岩石损伤测试仪器包括依声发射测试、声波检测及钻孔电视等。

损伤产生的原因主要包括开挖方法（如爆破）释放的能量冲击对岩石造成的损伤、应力重分布及其他因素如温度和湿度变化等导致裂纹扩展形成的损伤。因此，损伤通常伴随这围岩力学和水力学特性出现的一些永久性变化，对岩石物理力学性质产生影响。

岩石的渗透性是岩石的重要物理力学特性，如果损伤影响到岩石的渗透能力，为地下水的流动提供可能，外水内渗、内水或化学物质外渗问题对其它工程和环境的安全影响严重，尤其是对于水电工程，高外水压力的存在对于岩石渗透压力的要求更加严格。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种岩石损伤对渗透能力影响测试装置，能够较准确地测试岩石损伤后对本身渗透性的影响。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种岩石损伤对渗透能力影响的测试装置，包括用于放置岩样（1）的密闭容器（2），所述岩样（1）放置在所述密闭容器（2）的中部位置，所述岩样（1）的上下两端设置用于防水渗出的环氧树脂层（3），所述密闭容器（2）的一端通过进水管（6）连接高压水泵（7），另一端通过出水管（8）连接储水容器（9），使得水流从岩样（1）中穿流而过。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：所述岩样（1）上通过真空管（4）连接真空泵（5）。

所述真空泵（5）、高压水泵（7）和储水容器（9）上分别设有压力表（10）。

所述真空管（4）、进水管（6）和出水管（8）上分别设有开关。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的测试装置通过钻取不同深度的岩样，代表不同损伤程度的岩样，本实用新型利用真空泵减少了岩样中充填气体对渗透性的影响，利用高压水泵和储水容器两侧水压的区别，实现了对岩石渗透性的测试，同时实现了损伤程度对岩石渗透性的影响测试，为评价损伤对岩石渗透性的影响提供了依据。本实用新型的测试装置构造简单，操作简便，方便推广应用。

附图说明

图1是本实用新型整体结构图。

具体实施方式

本实用新型的岩石损伤对渗透能力影响的测试装置，包括用于放置岩样1的密闭容器2，所述岩样1放置在所述密闭容器2的中部位置，所述岩样1的上下两端设置用于防水渗出的环氧树脂层3，所述密闭容器2的一端通过进水管6连接高压水泵7，另一端通过出水管8连接储水容器9，使得水流从岩样1中穿流而过。

所述岩样1上通过真空管4连接真空泵5。

所述真空泵5、高压水泵7和储水容器9上分别设有压力表10。

所述真空管4、进水管6和出水管8上分别设有开关。

本实用新型的具体实施方案是：

（1）取样

在地下工程开挖轮廓线范围外钻取岩芯，钻孔深度要求超过1倍洞径，由于不同深度处的岩样代表了不同的损伤程度，因此需要将不同深度处的岩芯加工成测试用岩样，岩样1的尺寸为100mm×50mm。

（2）测试准备

将加工完成的岩样放入图1中的测试装置中，在岩样上下端添加环氧树脂2，防止水从岩样1和密闭容器2缝隙中渗出，并在岩样1的上端安装真空管与真空泵连接。利用真空泵将岩样中残余的气体抽出，防止对岩样的饱和状态产生影响。在密闭容器中注入无压力的水，淹没岩样，最少放置7天时间，以使岩样达到饱和状态。

（3）测试

利用高压水泵7向密闭容器2中注水，压力控制在1MPa~5MPa的范围之内，使得水流从岩样1的一侧穿过从另一侧穿出，图中箭头表示水流方向，可以设置2~3级加载压力，在每级压力下停留一段时间，直至高压水泵7和储水容器9两边的压力表10稳定后，记录下两边压力表10读数的差值，再继续加压，直至最高压力。

（4）测试数据对比

将不同深度处的岩样1重复上述试验过程，由于不同损伤程度的岩样1具有不同的渗透能力，导致高压水泵的压力和储水容器的压力出现不同的压力差，压力差大的，说明岩石的阻水能力较强，损伤程度较小；压力差小的，说明岩石的阻水能力较弱，损伤程度较高。利用此测试方法，可以对岩石的损伤程度进行评价。

Claims (4)

1.一种岩石损伤对渗透能力影响的测试装置，其特征在于：包括用于放置岩样（1）的密闭容器（2），所述岩样（1）放置在所述密闭容器（2）的中部位置，所述岩样（1）的上下两端设置用于防水渗出的环氧树脂层（3），所述密闭容器（2）的一端通过进水管（6）连接高压水泵（7），另一端通过出水管（8）连接储水容器（9），使得水流从岩样（1）中穿流而过。

2.根据权利要求1所述的一种岩石损伤对渗透能力影响的测试装置，其特征在于：所述岩样（1）上通过真空管（4）连接真空泵（5）。

3.根据权利要求2所述的一种岩石损伤对渗透能力影响的测试装置，其特征在于：所述真空泵（5）、高压水泵（7）和储水容器（9）上分别设有压力表（10）。

4.根据权利要求2所述的一种岩石损伤对渗透能力影响的测试装置，其特征在于：所述真空管（4）、进水管（6）和出水管（8）上分别设有开关。