加壓式巖石滲透儀的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實用新型涉及一種適用于普通巖石以及低滲透性巖石滲透系數(shù)的量測的加壓式巖石滲透儀。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]在一定壓差下，巖石允許流體通過的性質(zhì)稱為巖石的滲透性。在大型水電工程和交通工程的建設(shè)中，地下水在巖石中的滲流常引發(fā)“涌水”和“突水”事故，給工程安全帶來極大的影響。而巖石的滲流量、滲透變形和滲流控制等問題的研宄則需要掌握巖石的滲透規(guī)律，因此巖石的滲透性是巖石力學(xué)的主要研宄內(nèi)容之一。
[0005]巖石滲流對巖石力學(xué)性質(zhì)有重要的影響，它會改變巖石的受力情況，引起巖石的變形、破裂、軟化、泥化或溶蝕，進(jìn)而改變其滲透性，因此在試驗過程中需要考慮巖石應(yīng)力和滲流的相互作用。
[0006]目前公知的滲透儀包括常水頭或變水頭滲透儀，適用于滲透系數(shù)大的無粘聚性土或滲透系數(shù)較小的粘性土。而對于巖石而言，它的滲透系數(shù)很小，若使用傳統(tǒng)的常水頭或變水頭土工滲透儀，試驗則無法進(jìn)行。因此針對于巖石尤其是低滲透性巖石的滲透性測試，必須升高作用于試樣兩端的水頭壓力差。
[0007]對于低滲透性巖石，室內(nèi)試驗常使用壓力脈沖法測量試樣兩端容器水壓力差隨時間的變化來計算巖石的滲透系數(shù)，但其試驗時間較長，所需測定參數(shù)多，適用性較差。
[0008]普通巖石滲透試驗中常采用橡膠管或橡皮膜對巖石試樣進(jìn)行包裹，但由于自身抗變形能力差，在高水頭壓力作用下容易發(fā)生體積膨脹導(dǎo)致側(cè)壁滲漏，密封效果較差。
[0009]【實用新型內(nèi)容】:
[0010]本實用新型的目的是為了克服已有技術(shù)的不足，提供一種有效地解決現(xiàn)有儀器測試時間長、所需測定參數(shù)多、側(cè)壁滲漏、無法模擬巖石應(yīng)力狀態(tài)等問題，所需測量的物理量少，測試時間短，能有效減小試驗過程中試樣的測錯和錯動以及模擬巖石所處的應(yīng)力狀態(tài)，適用性廣的加壓式巖石滲透儀。
[0011]本實用新型的目的這樣來實現(xiàn)的:
[0012]本實用新型加壓式巖石滲透儀，底座上有中部排水管和位于中部排水管兩邊的滲透進(jìn)水孔、圍壓進(jìn)水孔，壓力室外筒的底部通過連接件與底座連接形成壓力室，位于壓力室內(nèi)的上金屬透水板、下金屬透水板分別置于裝在熱縮管內(nèi)的待測巖石試樣的頂部、底部，有進(jìn)水通道的頂蓋置于上金屬透水板上，頂蓋上有一端伸入壓力室內(nèi)的壓力機軸壓傳力柱，熱縮管周邊分布有數(shù)根上、下端有螺紋的固定立柱，每根固定立柱的下端螺紋伸入底座的螺孔中并用螺母鎖緊而上端穿過頂蓋上的對應(yīng)通孔與螺母配合，位于壓力室內(nèi)的抗壓水管的上、下端分別與頂蓋上的進(jìn)水通道和底座上的滲透進(jìn)水孔連通，高壓儲水箱中有相互獨立的滲透水腔體、圍壓水腔體，滲透水腔體底部的排水孔通過滲透進(jìn)水管與底座上的滲透進(jìn)水孔連通，圍壓水腔體底部的排水孔通過圍壓進(jìn)水管與底座上的圍壓進(jìn)水孔連通，帶滲透氣壓閥的滲透進(jìn)氣管、帶圍壓氣壓閥的圍壓進(jìn)氣管的第一端分別伸入滲透水腔體的頂部、圍壓水腔體的頂部而第二端與高純度氮氣瓶連接。
[0013]上述的滲透進(jìn)水管上裝有滲透進(jìn)水閥、滲透進(jìn)水壓力表，圍壓進(jìn)水管上裝有圍壓進(jìn)水閥、圍壓進(jìn)水壓力表、圍壓排水閥，中部排水管上裝有滲透排水壓力表、流量計。
[0014]上述的滲透進(jìn)水壓力表、滲透排水壓力表在同一水平面上。
[0015]上述的熱縮管上下端與頂蓋與底座間分別有高彈密封圈。
[0016]上述的上、下金屬透水板上的透水孔截面形狀為圓形。
[0017]與現(xiàn)有儀器相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)合理，所需測量的物理量少，測試時間短，能有效減小試驗過程中試樣的側(cè)漏和錯動以及模擬巖石所處的應(yīng)力狀態(tài)，適用性廣，可以測試普通巖石，尤其是低滲透性巖石的滲透性。
[0018]【附圖說明】:
[0019]圖1為本實用新型加壓式巖石滲透儀的總結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為試樣組合安裝示意圖。
[0021]圖3為壓力室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]【具體實施方式】:
[0023]參見圖1?圖3，本實施例加壓式巖石滲透儀，底座I上有中部排水管2和位于中部排水管兩邊的滲透進(jìn)水孔3、圍壓進(jìn)水孔4。壓力室外筒5的底部通過螺栓、螺母與底座連接形成壓力室6。位于壓力室內(nèi)的上金屬透水板7、下金屬透水板8分別置于裝在熱縮管9內(nèi)的待測巖石試樣10的頂部、底部。有進(jìn)水通道11的頂蓋12置于上金屬透水板上。頂蓋上有一端伸入壓力室內(nèi)的壓力機軸壓傳力柱13。熱縮管周邊分布有數(shù)根上、下端有螺紋的固定立柱14。每根固定立柱的下端螺紋伸入底座的螺孔中并用螺母鎖緊而上端穿過頂蓋上的對應(yīng)通孔與螺母配合。位于壓力室內(nèi)的抗壓水管15的上端分別與頂蓋上的進(jìn)水通道和底座上的滲透進(jìn)水孔連通。高壓儲水箱16中有相互獨立的滲透水腔體17，圍壓水腔體18。滲透水腔體底部的排水孔19通過滲透進(jìn)水管20與底座上的滲透進(jìn)水孔連通。圍壓水腔體底部的排水孔21通過圍壓進(jìn)水管22與底座上的圍壓進(jìn)水孔連通。帶滲透氣壓閥23的滲透進(jìn)氣管24、帶圍壓氣壓閥25的圍壓進(jìn)氣管26的第一端分別伸入滲透水腔體的頂部、圍壓水腔體的頂部而第二端與高純度氮氣瓶27連接。
[0024]上述的滲透進(jìn)水管上裝有滲透進(jìn)水閥28，滲透進(jìn)水壓力表29。圍壓進(jìn)水管上裝有圍壓進(jìn)水閥30，圍壓進(jìn)水壓力表31，圍壓排水閥32。中部排水管上裝有滲透排水壓力表33，流量計34。
[0025]上述的滲透進(jìn)水壓力表，滲透排水壓力表在同一水平面上。
[0026]上述的熱縮管上、下端與頂蓋與底座間分別有高彈密封圈。
[0027]上述的上、下金屬透水板上的均勻分布的透水孔截面形狀為圓形。
[0028]在實際使用之前需進(jìn)行試驗儀器的安裝，首先將用熱縮管9包裹好的測巖石試樣10組合的一端置于底座I上方，并用高彈O型圈進(jìn)行密封，然后使用螺母將固定立柱14固定在底座I上。沿固定立柱套入頂蓋12并調(diào)整其高度，使頂蓋與上金屬透水板7接觸，同樣使用高彈O型圈進(jìn)行密封，放下壓力機軸壓傳力柱13，旋緊頂蓋上立柱螺母，使用抗壓水管15連接底座I的滲透進(jìn)水孔和頂蓋12上的進(jìn)水通道，安裝完畢之后，放下壓力室外筒5并與底座I螺栓連接。
[0029]使用分別帶氣壓閥23、25的滲透進(jìn)氣管24、圍壓進(jìn)氣管26將高壓儲水箱16和高純度氮氣瓶27進(jìn)行連接，帶圍壓進(jìn)水閥30和圍壓進(jìn)水壓力表31的圍壓進(jìn)水管兩端分別接高壓儲水箱16的圍壓排水孔和底座的圍壓進(jìn)水孔，帶滲透進(jìn)水閥28和滲透進(jìn)水壓力表29的滲透進(jìn)水管兩端分別接高壓儲水箱16的滲透排水孔和底座I上的滲透進(jìn)水孔。
[0030]上述實施例是對本實用新型的上述內(nèi)容作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實用新型的額范圍。
【主權(quán)項】
1.加壓式巖石滲透儀，其特征在于底座上有中部排水管和位于中部排水管兩邊的滲透進(jìn)水孔、圍壓進(jìn)水孔，壓力室外筒的底部通過連接件與底座連接形成壓力室，位于壓力室內(nèi)的上金屬透水板、下金屬透水板分別置于裝在熱縮管內(nèi)的待測巖石試樣的頂部、底部，有進(jìn)水通道的頂蓋置于上金屬透水板上，頂蓋上有一端伸入壓力室內(nèi)的壓力機軸壓傳力柱，熱縮管周邊分布有數(shù)根上、下端有螺紋的固定立柱，每根固定立柱的下端螺紋伸入底座的螺孔中并用螺母鎖緊而上端穿過頂蓋上的對應(yīng)通孔與螺母配合，位于壓力室內(nèi)的抗壓水管的上、下端分別與頂蓋上的進(jìn)水通道和底座上的滲透進(jìn)水孔連通，高壓儲水箱中有相互獨立的滲透水腔體、圍壓水腔體，滲透水腔體底部的排水孔通過滲透進(jìn)水管與底座上的滲透進(jìn)水孔連通，圍壓水腔體底部的排水孔通過圍壓進(jìn)水管與底座上的圍壓進(jìn)水孔連通，帶滲透氣壓閥的滲透進(jìn)氣管、帶圍壓氣壓閥的圍壓進(jìn)氣管的第一端分別伸入滲透水腔體的頂部、圍壓水腔體的頂部而第二端與高純度氮氣瓶連接。
2.如權(quán)利要求1所述的加壓式巖石滲透儀，其特征在于滲透進(jìn)水管上裝有滲透進(jìn)水閥、滲透進(jìn)水壓力表，圍壓進(jìn)水管上裝有圍壓進(jìn)水閥、圍壓進(jìn)水壓力表、圍壓排水閥，中部排水管上裝有滲透排水壓力表、流量計。
3.如權(quán)利要求2所述的加壓式巖石滲透儀，其特征在于滲透進(jìn)水壓力表、滲透排水壓力表在同一水平面上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的加壓式巖石滲透儀，其特征在于熱縮管上、下端與頂蓋、底座間分別有高彈密封圈。
5.如權(quán)利要求1或2所述的加壓式巖石滲透儀，其特征在于上、下金屬透水板上的透水孔截面形狀為圓形。
【專利摘要】本實用新型加壓式巖石滲透儀，底座上有排水管、滲透進(jìn)水孔、圍壓進(jìn)水孔，位于壓力室內(nèi)的上、下金屬透水板分別置于裝在熱縮管內(nèi)的待測巖石試樣的頂部、底部，有進(jìn)水通道的頂蓋置于上金屬透水板上，頂蓋上有伸入壓力室內(nèi)的壓力機軸壓傳力柱，熱縮管周邊有數(shù)根固定立柱，每根固定立柱的下、上端分別裝在底座、頂蓋上，抗壓水管的兩端分別與進(jìn)水通道、滲透進(jìn)水孔連通，高壓儲水箱中有通過滲透進(jìn)水管與滲透進(jìn)水孔連通的滲透水腔體、通過圍壓進(jìn)水管與圍壓進(jìn)水孔連通的圍壓水腔體，滲透進(jìn)氣管、圍壓進(jìn)氣管的第一端分別伸入滲透水腔體、圍壓水腔體的頂部而第二端與氮氣瓶連接。能有效減小試驗過程中試樣的測錯和錯動、模擬巖石所處的應(yīng)力狀態(tài)。
【IPC分類】G01N15-08
【公開號】CN204461965
【申請?zhí)枴緾N201520133489
【發(fā)明人】劉果果, 李部, 何強, 李濱鍔, 石倫炎, 姚軍
【申請人】成都理工大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月10日