CN207231976U - 一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置，包括无级调速高压水泵、连接水管、轴压水管、围压水管、轴压二通阀、围压二通阀、围压显示仪、渗流系数测定环境试验箱、量筒以及伺服万能试验机轴向压头。本实用新型克服了传统渗流系数测定装置无法测定不同环境温度以及不同压力条件下的渗流系数的缺点，实现了对不同温度以及不同压力条件下渗流系数方便测量的优点。本实用新型操作简便，易于维护，在岩土试验中应用前景极为广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种岩石渗透系数测定装置，尤其涉及一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置。
背景技术
近年来，随着浅部能源的日趋枯竭，开采工程不断向深部延伸，深度开采过程中，在“三高一扰动”的复杂地质环境条件下，使矿井涌水突水发生频率剧增，岩石的吸水性、水利传导性、可溶性、膨胀性等水理特性是影响工程安全的重要因素。同时，根据测量，越往地下深处，地温越高，地温梯度一般为3℃/100m～5℃/100m不等。在亚洲大陆，平均地温梯度值为3℃/100m。就深部工程而言，温度已经成为一个重要的影响因素，温度对于岩石的影响主要有矛盾的两个方面，随着温度的增加一方面能够使得岩土孔隙中的液体介质、气体介质蒸发，对岩体的强度起到增大的作用，另一方面温度的升高会使产生热损伤裂纹及增加岩石的渗透性，使得岩石强度减弱。不管哪种影响，不同温度作用下水在岩石中的渗流特性都会直接影响地下工程的安全支护。传统的岩石渗流参数测定装置缺少温度以及压力工况控制功能，已不能满足现在日趋进步的岩石科学研究。因此，设计一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置，旨在通过加入温度和压力的控制，克服传统的岩石渗透系数测定装置无法测定不同温度和压力作用对岩石渗透系数的影响，为岩石科学研究中对温度和压力对岩石渗透系数测定提供了方便。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置，包括无级调速高压水泵、连接水管、轴压水管、围压水管、轴压二通阀、围压二通阀、围压显示仪、渗流系数测定环境试验箱、量筒和伺服万能试验机轴向压头。
所述连接水管为“T”型管，所述连接水管单头端与无级调速高压水泵连接，双头端一端与轴压水管连接，一端与围压水管连接，所述轴压水管一端与连接水管连接，另一端与渗流系数测定环境试验箱连接，所述轴压二通阀安装在轴压水管上，所述围压水管一端与连接水管连接，一端与渗流系数测定环境试验箱连接，所述围压二通阀安装在围压水管上，所述围压显示仪安装在围压水管上，所述伺服万能试验机轴向压头位于渗流系数测定环境试验箱正上方。
采用上述技术方案的有益效果是所述无级调速高压水泵为动力装置，为整个装置提供水源，所述轴压二通阀用于调节轴向水压的大小，所述围压二通阀用于调节围压水压的大小，所述围压显示仪可以通过对围压二通阀调节的水压进行显示，所述伺服万能试验机轴向压头可以为试验提供不同的轴向压力。
所述渗流系数测定环境试验箱包括箱体、围压进水口、电热圈、渗流水压头进口、高度调节垫片Ⅰ、疏水垫片Ⅰ、围压出水口、疏水垫片Ⅱ、高度调节垫片Ⅱ、垫片、渗流水压头出口、箱体固定螺栓、热缩管、岩石试件以及橡胶密封圈，所述箱体通过箱体固定螺栓进行固定安装，所述围压进水口位于箱体一侧面，所述围压进水口与围压水管连接，所述电热圈紧靠箱体内壁固定安装，所述渗流水压头进口位于岩石试件正上方，所述渗流水压头进口与轴压水管连接，所述高度调节垫片Ⅰ安装在伺服万能试验机轴向压头和疏水垫片Ⅰ之间，所述疏水垫片Ⅰ安装在岩石试件的正上方，所述围压出水口位于围压进水口所在侧的对侧，所述疏水垫片Ⅱ安装在岩石试件的正下方，所述高度调节垫片Ⅱ安装在疏水垫片Ⅱ和垫片之间，所述垫片安装在箱体内壁底侧，所述渗流水压头出口位于岩石试件的正下方，所述渗流水压头出口一侧放置量筒，所述热缩管紧密套在岩石试件外侧，所述岩石试件固定安装在箱体内中间位置，且安装在疏水垫片Ⅰ和疏水垫片Ⅱ之间，所述橡胶密封圈固定安装在岩石试件的上下两端。
采用上述技术方案的有益效果是所述箱体实现了岩石试件安放，所述围压进水口、围压出水口实现了围压的控制，所述电热圈实现了箱体内的温度控制，所述渗流水压头进口、渗流水压头出口实现了渗流水压的控制，所述高度调节垫片Ⅰ和高度调节垫片Ⅱ实现了岩石试件高度的调整，所述疏水垫片Ⅰ和疏水垫片Ⅱ实现了水流的渗流，所述垫片实现了整体的高度的调整，所述量筒用于测量渗出水的体积，所述热缩管避免了围压水对岩石试件的渗透，所述橡胶密封圈用于密封水。
附图说明
图1为本实用新型整机装置示意图；
图2为本实用新型渗流系数测定环境试验箱。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举事例仅用于解释本实用新型，并非用于限制本实用新型的范围。
在图1中，所述一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置，包括无级调速高压水泵1、连接水管2、轴压水管3、围压水管4、轴压二通阀5、围压二通阀6、围压显示仪7、渗流系数测定环境试验箱8、量筒9和伺服万能试验机轴向压头10，所述连接水管2为“T”型管，所述连接水管2单头端与无级调速高压水泵1连接，双头端一端与轴压水管3连接，一端与围压水管4连接，所述轴压水管3一端与连接水管2连接，另一端与渗流系数测定环境试验箱8连接，所述轴压二通阀5安装在轴压水管3上，所述围压水管4一端与连接水管2连接，一端与渗流系数测定环境试验箱8连接，所述围压二通阀6安装在围压水管4上，所述围压显示仪7安装在围压水管4上，所述伺服万能试验机轴向压头10位于渗流系数测定环境试验箱8正上方。
在图2中，所述渗流系数测定环境试验箱8包括箱体11、围压进水口12、电热圈13、渗流水压头进口14、高度调节垫片Ⅰ15、疏水垫片Ⅰ16、围压出水口17、疏水垫片Ⅱ18、高度调节垫片Ⅱ19、垫片20、渗流水压头出口21、箱体固定螺栓22、热缩管23、岩石试件24以及橡胶密封圈25，所述箱体11通过箱体固定螺栓22进行固定安装，所述围压进水口12位于箱体11一侧面，所述围压进水口12与围压水管4连接，所述电热圈13紧靠箱体11内壁固定安装，所述渗流水压头进口14位于岩石试件24正上方，所述渗流水压头进口14与轴压水管3连接，所述高度调节垫片Ⅰ15安装在伺服万能试验机轴向压头10和疏水垫片Ⅰ16之间，所述疏水垫片Ⅰ16安装在岩石试件24的正上方，所述围压出水口17位于围压进水口12所在侧的对侧，所述疏水垫片Ⅱ18安装在岩石试件24的正下方，所述高度调节垫片Ⅱ19安装在疏水垫片Ⅱ18和垫片20之间，所述垫片20安装在箱体11内壁底侧，所述渗流水压头出口21位于岩石试件24的正下方，所述渗流水压头出口21一侧放置量筒9，所述热缩管23紧密套在岩石试件24外侧，所述岩石试件24固定安装在箱体11内中间位置，且安装在疏水垫片Ⅰ16和疏水垫片Ⅱ18之间，所述橡胶密封圈25固定安装在岩石试件24的上下两端。
所述不同温度、压力作用下岩石渗透系数测量装置的具体工作流程是：首先将岩石试件24安装在箱体11内，然后启动伺服万能试验机轴向压头10加轴向载荷至规定的载荷值，关闭轴压二通阀5，打开围压二通阀6，启动无级调速高压水泵1，启动电热圈13工作，待围压显示仪7达到围压指定值，温度达到指定温度时，关闭围压二通阀6，打开轴压二通阀5，待压力达到渗水压力规定值时，调节无级调速高压水泵1的排水量，控制渗水压力保持稳定，待渗流水压头出口21稳定出水量后，用量筒9测量出水体积，并记录相应的时间。为减少误差，在不改变轴向载荷、围压、温度和渗水压力的条件下，可连续测量多次进行测量并记录，计算时取测量数据的平均值。一个岩石试件24测定结束，停止无级调速高压水泵1，卸去渗水压力，关闭围压二通阀6，打开轴压二通阀5，卸去围压，最后卸去伺服万能试验机轴向压头10施加的轴向载荷。
以上所述仅为本实用新型的较佳施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种不同温度、压力作用下岩石渗透系数测量装置，其特征在于，所述不同温度、压力作用下岩石渗透系数测定装置，包括无级调速高压水泵(1)、连接水管(2)、轴压水管(3)、围压水管(4)、轴压二通阀(5)、围压二通阀(6)、围压显示仪(7)、渗流系数测定环境试验箱(8)、量筒(9)和伺服万能试验机轴向压头(10)，所述连接水管(2)为“T”型管，所述连接水管(2)单头端与无级调速高压水泵(1)连接，双头端一端与轴压水管(3)连接，一端与围压水管(4)连接，所述轴压水管(3)一端与连接水管(2)连接，另一端与渗流系数测定环境试验箱(8)连接，所述轴压二通阀(5)安装在轴压水管(3)上，所述围压水管(4)一端与连接水管(2)连接，一端与渗流系数测定环境试验箱(8)连接，所述围压二通阀(6)安装在围压水管(4)上，所述围压显示仪(7)安装在围压水管(4)上，所述伺服万能试验机轴向压头(10)位于渗流系数测定环境试验箱(8)正上方，所述渗流系数测定环境试验箱(8)包括箱体(11)、围压进水口(12)、电热圈(13)、渗流水压头进口(14)、高度调节垫片Ⅰ(15)、疏水垫片Ⅰ(16)、围压出水口(17)、疏水垫片Ⅱ(18)、高度调节垫片Ⅱ(19)、垫片(20)、渗流水压头出口(21)、箱体固定螺栓(22)、热缩管(23)、岩石试件(24)以及橡胶密封圈(25)，所述箱体(11)通过箱体固定螺栓(22)进行固定安装，所述围压进水口(12)位于箱体(11)一侧面，所述围压进水口(12)与围压水管(4)连接，所述电热圈(13)紧靠箱体(11)内壁固定安装，所述渗流水压头进口(14)位于岩石试件(24)正上方，所述渗流水压头进口(14)与轴压水管(3)连接，所述高度调节垫片Ⅰ(15)安装在伺服万能试验机轴向压头(10)和疏水垫片Ⅰ(16)之间，所述疏水垫片Ⅰ(16)安装在岩石试件(24)的正上方，所述围压出水口(17)位于围压进水口(12)所在侧的对侧，所述疏水垫片Ⅱ(18)安装在岩石试件(24)的正下方，所述高度调节垫片Ⅱ(19)安装在疏水垫片Ⅱ(18)和垫片(20)之间，所述垫片(20)安装在箱体(11)内壁底侧，所述渗流水压头出口(21)位于岩石试件(24)的正下方，所述渗流水压头出口(21)一侧放置量筒(9)，所述热缩管(23)紧密套在岩石试件(24)外侧，所述岩石试件(24)固定安装在箱体(11)内中间位置，且安装在疏水垫片Ⅰ(16)和疏水垫片Ⅱ(18)之间，所述橡胶密封圈(25)固定安装在岩石试件(24)的上下两端。
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