本發(fā)明專利技術涉及一種新的巖石流變過程中滲透系數(shù)的測定方法，軸壓加載系統(tǒng)與三軸壓力室的軸壓室連接，圍壓加載系統(tǒng)與三軸壓力室圍壓室連接，滲流控制系統(tǒng)連接液體排出系統(tǒng)，試樣并聯(lián)在滲流控制系統(tǒng)與液體排出系統(tǒng)上，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別于軸壓加載系統(tǒng)、圍壓加載系統(tǒng)、滲流控制系統(tǒng)相連；還包括上儲水罐與下儲水罐，滲流控制系統(tǒng)與液體排出系統(tǒng)之間分別連接上儲水罐與下儲水罐。該測定方法可以測定不同圍壓、不同偏應力水平下的巖石流變各階段的滲透系數(shù)。根據(jù)巖石流變各階段滲透系數(shù)試驗結(jié)果和其他常規(guī)測試手段進行比較，可以評估該方法的可靠性和有效應。相對于傳統(tǒng)的流量法，克服試驗過程長、試驗操作復雜的缺點，該方法有著試驗過程短，操作簡單方便等優(yōu)點。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種新的巖石流變過程中滲透系數(shù)的測定方法，具體的說是涉及一種通過記錄的不同時刻上下游壓力差與時間的關系，通過繪圖法求得巖石滲透系數(shù)的試驗方法。
技術介紹
在現(xiàn)代巖土工程中，巖石滲透系數(shù)是一種非常重要的技術參數(shù)，特別是在水利水電工程、地下石油存儲和核廢料地下存儲工程。當前測定巖石滲透系數(shù)的方法主要集中在靜水條件下的流量法，然而由于巖石材料所處環(huán)境復雜，巖石材料在其漫長的形成過程中，內(nèi)部富含各種缺陷，包括微裂紋、孔隙以及節(jié)理裂隙等宏觀非連續(xù)面，他們的存在為地下水滲透提供了儲存和運移的場所。滲透系數(shù)的物理意義是材料介質(zhì)對某種特定流體的滲透能力，與此同時，巖體材料在應力條件下會產(chǎn)生進一步的流變變形，改變了巖石的滲透性能影響其滲透系數(shù)。滲透系數(shù)的現(xiàn)場試驗操作復雜、試驗周期長且經(jīng)濟消耗大。因此，迫切需要研究一種測定不同應力路徑下的巖石流變過程中滲透系數(shù)的測定方法。在此基礎上，開發(fā)了一種在巖石流變過程中測定滲透系數(shù)的試驗方法，該方法通過記錄上下游水壓差與時間的關系，采用繪圖法計算得出巖樣不同應力路徑下的滲透系數(shù)。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術針對上述的不足提供了。本專利技術提供如下技術方案本專利技術所述的一種巖石流變過程中滲透測量裝置，包括軸壓加載系統(tǒng)，圍壓加載系統(tǒng)，滲流控制系統(tǒng)，三軸壓力室，液體排出系統(tǒng)，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述的軸壓加載系統(tǒng)與三軸壓力室的軸壓室連接，圍壓加載系統(tǒng)與三軸壓力室圍壓室連接，滲流控制系統(tǒng)連接液體排出系統(tǒng)，試樣并聯(lián)在滲流控制系統(tǒng)與液體排出系統(tǒng)上，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別于軸壓加載系統(tǒng)、圍壓加載系統(tǒng)、滲流控制系統(tǒng)相連；還包括上儲水罐與下儲水罐，滲流控制系統(tǒng)與液體排出系統(tǒng)之間分別連接上儲水罐與下儲水罐。巖石流變過程中滲透測量裝置的測量方法，步驟如下I)、選擇巖樣，制備成試樣，真空飽和后裝入三軸壓力室中；2)、通過圍壓泵施加圍壓至預定值；3)、待圍壓穩(wěn)定后，通過滲流控制系統(tǒng)施加滲壓，至液體排出系統(tǒng)中有穩(wěn)定滲透水流；4)、待滲流穩(wěn)定后，通過軸壓泵系統(tǒng)施加偏應力至預定值；5)、保持滲流控制系統(tǒng)中進水口壓保持原值不變，形成穩(wěn)定的孔壓；6)、通過滲流控制系統(tǒng)瞬時增大進水口壓，使巖樣進水口壓力瞬時大于出水口壓，形成瞬時的滲流壓差，通過計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄上下儲水箱壓差實測值和經(jīng)過的時間；7)、當上下儲水罐中水壓相等后，調(diào)節(jié)滲流控制系統(tǒng)中壓力值至原值，形成相應的孔壓，繼續(xù)進行流變試驗；8)、測定該級偏應力條件下流變不同階段的滲透系數(shù)后，增加偏應力值，測量各偏應力等級下滲透系數(shù)值，直至最后一級偏應力出現(xiàn)加速蠕變破壞。有益效果該測定方法可適用于不同的巖石種類，如砂巖、石灰?guī)r、花崗巖、粘土巖等。可以測定不同圍壓、不同偏應力水平下的巖石流變各階段的滲透系數(shù)。根據(jù)巖石流變各階段滲透系數(shù)試驗結(jié)果和其他常規(guī)測試手段進行比較，可以評估該方法的可靠性和有效性。另外，相對于傳統(tǒng)的流量法，克服試驗過程長、試驗操作復雜的缺點，該方法有著試驗過程短，操作簡單方便等優(yōu)點。附圖說明附圖1是本試驗的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本專利技術實施例1的1η(ΛΡα)/Λ P)與時間曲線圖；附圖3是本專利技術實施例2的1η(ΛΡ) ω/ΔΡ)與時間曲線圖；圖中I是軸壓加載系統(tǒng)，2是圍壓加載系統(tǒng)，3是滲流控制系統(tǒng)、4是三軸壓力室，5是液體排除系統(tǒng)，6是計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，7是上儲水罐，8是下儲水罐，11是第一開關，12是第二開關，13是第三開關，14是第四開關，15是第五開關，21是第一壓力表，22是第二壓力表，23是第三壓力表，24是第四壓力表，31是第一壓力泵，32是第二壓力泵，33是第三壓力泵。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術進一步詳細說明:如圖所示:一種巖石流變過程中滲透測量裝置，包括軸壓加載系統(tǒng)1，圍壓加載系統(tǒng)2，滲流控制系統(tǒng)3，三軸壓力室4，液體排出系統(tǒng)5，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6，上儲水罐7，下儲水罐8 ;第一開關11，第二開關12，第三開關13，第四開關14，第五開關15 ;第一壓力表21，第二壓力表22，第三壓力表23，第四壓力表24 ;第一壓力泵31，第二壓力泵32，第三壓力泵33。軸壓加載系統(tǒng)I與三軸壓力室4的軸壓室連接，圍壓加載系統(tǒng)2與三軸壓力室4圍壓室連接，滲流控制系統(tǒng)3連接液體排出系統(tǒng)5，試樣并聯(lián)在滲流控制系統(tǒng)3與液體排出系統(tǒng)5上，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6分別于軸壓加載系統(tǒng)1、圍壓加載系統(tǒng)2、滲流控制系統(tǒng)3相連；還包括上儲水罐7與下儲水罐8，滲流控制系統(tǒng)3與液體排出系統(tǒng)5之間分別連接上儲水罐7與下儲水罐8。試驗過程中通過軸壓泵系統(tǒng)I施加軸壓，通過圍壓泵系統(tǒng)2施加圍壓，通過滲流控制系統(tǒng)3施加滲壓，軸壓泵系統(tǒng)I和圍壓泵系統(tǒng)2中采用油壓控制，滲流控制系統(tǒng)3由采用水壓控制。本試驗測定方法具體步驟如下:I)、選擇待測巖石，制作巖樣，巖樣尺寸直徑50mm,高度100mm,真空飽和后安裝在三軸壓力室4中；2)、向三軸壓力室4中充入圍壓油，充滿后，打開第二開關12，通過圍壓泵系統(tǒng)2施加預定圍壓至預定值，壓力值通過第二壓力表22讀出；3)、待圍壓穩(wěn)定后，打開第三開關13和第五開關15，關閉第四開關14，通過滲流控制系統(tǒng)3施加進水口壓至預定值，保持進水口壓不變，直至液體排除系統(tǒng)5中有穩(wěn)定滲流水流流出；4)、待滲流穩(wěn)定后，打開第一開關11，通過軸壓泵系統(tǒng)I施加偏應力至預定值，偏應力大小通過第一壓力表21讀出；5)、在偏應力作用下巖石產(chǎn)生流變變形，關閉第五開關15，打開第四開關14，滲流控制系統(tǒng)3中進水口壓保持原值不變，第三壓力表23和第四壓力表24壓力值相等，形成穩(wěn)定的孔壓；6)、通過滲流控制系統(tǒng)3瞬時將進水口壓增大，關閉第三開關13，使巖樣進水口壓力瞬時大于出水口壓，形成瞬時的滲流壓差ΛΡ，巖樣兩端由于不同的壓力值產(chǎn)生滲流作用，進水口壓逐漸減小，出水口壓逐漸增大，通過計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄上下儲水箱壓差實測值ΛΡω和經(jīng)過的時間t ;根據(jù)公式(1)、(2)和(3)測定巖石不同流變階段的滲流系數(shù)。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種巖石流變過程中滲透測量裝置，包括軸壓加載系統(tǒng)（1），圍壓加載系統(tǒng)（2），滲流控制系統(tǒng)（3），三軸壓力室（4），液體排出系統(tǒng)（5），計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（6）；所述的軸壓加載系統(tǒng)（1）與三軸壓力室（4）的軸壓室連接，圍壓加載系統(tǒng)（2）與三軸壓力室（4）圍壓室連接，滲流控制系統(tǒng)（3）連接液體排出系統(tǒng)（5），試樣并聯(lián)在滲流控制系統(tǒng)（3）與液體排出系統(tǒng)（5）上，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（6）分別于軸壓加載系統(tǒng)（1）、圍壓加載系統(tǒng)（2）、滲流控制系統(tǒng)（3）相連；其特征在于：還包括上儲水罐（7）與下儲水罐（8），滲流控制系統(tǒng)（3）與液體排出系統(tǒng)（5）之間分別連接上儲水罐（7）與下儲水罐（8）。
【技術特征摘要】
1.一種巖石流變過程中滲透測量裝置，包括軸壓加載系統(tǒng)(1)，圍壓加載系統(tǒng)(2)，滲流控制系統(tǒng)(3)，三軸壓力室(4)，液體排出系統(tǒng)(5)，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(6);所述的軸壓加載系統(tǒng)(I)與三軸壓力室(4)的軸壓室連接，圍壓加載系統(tǒng)(2)與三軸壓力室(4)圍壓室連接，滲流控制系統(tǒng)(3)連接液體排出系統(tǒng)(5)，試樣并聯(lián)在滲流控制系統(tǒng)(3)與液體排出系統(tǒng)(5)上，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(6)分別于軸壓加載系統(tǒng)(I)、圍壓加載系統(tǒng)(2)、滲流控制系統(tǒng)(3)相連；其特征在于:還包括上儲水罐(7)與下儲水罐(8)，滲流控制系統(tǒng)(3)與液體排出系統(tǒng)(5)之間分別連接上儲水罐(7)與下儲水罐(8)。2.利用權利要求1的巖石流變過程中滲透測量裝置的測量方法，其特征在于:步驟如下: ·1)、選擇巖樣，制備成試樣，真空飽和后裝入三...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王偉，徐衛(wèi)亞，王如賓，呂軍，王環(huán)玲，顧錦建，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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