CN208568536U - 一种损伤围岩气体渗透性测试结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种损伤围岩气体渗透性测试结构，包括在围岩内打钻形成的测试孔，测试孔的孔径为90mm，深度为1～2倍的所述孔径；测试孔内设有两块可在测试孔内滑移的充气膨胀密封橡胶垫片；两充气膨胀密封橡胶垫片之间接通有端部与充气设备相连的输气管，使得充气后的两块充气膨胀密封橡胶垫片与测试孔内壁形成密闭的测试段；输气管上设有压力表和稳压控制器。本实用新型利用气体渗透性的变化来测试围岩的损伤程度和损伤范围，结构简单、测试方便，仅需在围岩设置较小的钻孔即可，不对围岩产生二次影响。特别是，该技术方案可以直接应用于工程现场，不受室内条件的限制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种损伤围岩气体渗透性测试结构，尤其涉及深埋地下硬岩工程。
背景技术
由于地下工程处于地应力环境中，当地下工程开挖后，由于卸荷作用的影响，在周边围岩产生损伤区，损伤区内的围岩物理力学性质难免将受到影响，并且也将影响地下工程的稳定性。在损伤区内，由于裂纹的启裂和扩展，围岩的渗透性将加强，也可能会成为地下水的流动路径，直接威胁到核废料存储、水利水电、输水输气等地下工程的安全。
损伤区内围岩的损伤程度主要决定于地应力条件、围岩条件和开挖方式，而损伤对围岩状态的直接影响是裂纹扩展，最终结果是造成岩体性状的改变。概括的说，损伤反映了围岩的弱化过程，体现在强度的丧失和内部构造特征改变前提下对围岩物理力学属性的影响。损伤演化过程伴随着围岩物理力学属性的逐渐退化。
损伤区一般位于相对较深的部位，被定义为岩体特性（如波速和渗透指标）渐变到原岩状态的过渡地段，这些变化被认为是应力变化的结果。目前常用的损伤检测方法多集中在室内检测技术上，通过声发射、CT、电磁辐射、电子脉冲、电镜扫描等手段评价岩石的损伤程度。但现场围岩的条件远比室内条件复杂，上述检查方法也很难推广应用于现场，所获得的结论也与现场实际情况相差较大，无法对开挖损伤区内的岩体的物理力学性质及其所处的应力状态进行合理的评估。虽然，近年来发展起来的声发射、声波等测试手段能够帮助评价开挖损伤区的范围。不过，到目前为止还没有确定声波波速降低和损伤程度之间的对应关系，也没有建立起现场声发射事件活跃性与应力状态之间的关系。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种围岩完整性测试方法，结构简单、测试方便直观，可以直接应用于工程现场，不受室内条件的限制。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种损伤围岩气体渗透性测试结构，包括在围岩内打钻形成的测试孔，测试孔的孔径为90mm，深度为1～2倍的所述孔径；测试孔内设有两块可在测试孔内滑移的充气膨胀密封橡胶垫片；两充气膨胀密封橡胶垫片之间接通有端部与充气设备相连的输气管，使得充气后的两块充气膨胀密封橡胶垫片与测试孔内壁形成密闭的测试段；输气管上设有压力表和稳压控制器。
进一步的，通过充气膨胀密封橡胶垫片在测试孔内的滑移及充气可形成多个测试段，两相邻的测试段之间的间距为50m。
进一步的，两块充气膨胀密封橡胶垫片之间的间隔为10cm～30cm。
进一步的，充气后测试段内的气压通过稳压控制器始终保持在450Kpa～500 Kpa。
进一步的，充气所用气体为氮气。
本实用新型利用气体渗透性的变化来测试围岩的损伤程度和损伤范围，结构简单、测试方便，从测试结果可以直观反映围岩的受损程度；由于氮气的稳定性，也使得测试效果更加可靠准确；并且该技术方案仅需在围岩设置较小的钻孔即可，不对围岩产生二次影响。特别是，该技术方案可以直接应用于工程现场，不受室内条件的限制。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
参照附图。本实用新型设有在地下工程的周边围岩内打钻形成的测试孔1，测试孔1的孔径为90mm，确保围岩完整性良好，测试孔1中无明显的张开裂隙和地下水流动，以免对测试结果产生影响。测试孔1的深度约为1～2倍孔径，从而基本包含了损伤对围岩的影响区范围。
测试孔1孔口处布置两块可在测试孔1内滑移的充气膨胀密封橡胶垫片2，两充气膨胀密封橡胶垫片2之间的间隔为10cm～30cm。两充气膨胀密封橡胶垫片2之间接通有端部与充气设备7相连的输气管4，使得充气后的两块充气膨胀密封橡胶垫片2与测试孔1内壁形成密闭的测试段3；再利用输气管4上设置的压力表6和稳压控制器5，将压力保持在450~500KPa，每次稳压时间大约为10分钟。之后，将两充气膨胀密封橡胶垫片2向测试孔1内部移动，进行分段测试，各测试段之间的间距大约为50cm，直至测试孔底。分别记录在规定时间内不同测试段的气体渗透量，从而计算单位时间内的气体渗透率，最终判定该围岩的受损情况。
特别的，充气气体选用为氮气。其优势在于利用氮气测试更加简便和准确，尤其是在狭小的钻孔中。另外，由于氮气本身性质比较稳定，并且它的渗透性随温度变化并不敏感，使得测试结果更可靠。
应当指出，上述描述了本实用新型的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型范围的前提下本实用新型还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (5)
1.一种损伤围岩气体渗透性测试结构，其特征在于包括在围岩内打钻形成的测试孔，所述测试孔的孔径为90mm，深度为1～2倍所述孔径；所述测试孔内设有两块可在所述测试孔内滑移的充气膨胀密封橡胶垫片；两所述充气膨胀密封橡胶垫片之间接通有端部与充气设备相连的输气管，使得充气后的两块所述充气膨胀密封橡胶垫片与所述测试孔内壁形成密闭的测试段；所述输气管上设有压力表和稳压控制器。
2.如权利要求1所述的一种损伤围岩气体渗透性测试结构，其特征在于通过所述充气膨胀密封橡胶垫片在所述测试孔内的滑移及充气可形成多个测试段，两相邻的所述测试段之间的间距为50m。
3.如权利要求1所述的一种损伤围岩气体渗透性测试结构，其特征在于两块所述充气膨胀密封橡胶垫片之间的间隔为10cm～30cm。
4.如权利要求1所述的一种损伤围岩气体渗透性测试结构，其特征在于充气后所述测试段内的气压通过所述稳压控制器始终保持在450Kpa～500 Kpa。
5.如权利要求1所述的一种损伤围岩气体渗透性测试结构，其特征在于充气所用气体为氮气。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110715863A (zh) * | 2019-08-27 | 2020-01-21 | 立方通达实业（天津）有限公司 | 一种用于岩石剪切渗流实验的密封装置 |
| CN115656011A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-01-31 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | 一种地下储气洞岩体气密性原位测试系统及测试方法 |
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| CN110715863B (zh) * | 2019-08-27 | 2022-09-23 | 立方通达(天津)实验仪器有限公司 | 一种用于岩石剪切渗流实验的密封装置 |
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