[实用新型]一种原位压水试验便携式装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种原位压水试验便携式装置，尤其是一种可用于岩体裂隙（单条、多条、交叉）、节理密集区、断层破碎带等众多形态地质结构面的渗透参数原位测定，同时适宜粘性土、砂性土、砾石及混凝土等领域地质材料的渗透参数测量的原位压水试验便携式装置。

背景技术

岩体内地质结构面的存在导致岩体各单元间地质、力学、水文特性的泾渭分明。室内试验及工程实例均已证明岩体和岩块的渗透系数存在数量级上的差距，“岩体渗透性主要由其内部结构面的渗透性决定”已成为岩石力学与工程界的公认事实。某种程度上可认为：岩体渗透参数是其内部各类结构面渗透参数在一定评判标准下组合而生。因此各类地质结构面渗透参数的测定在岩体渗透性评价中占据重要的基础地位。

目前地质结构面渗透参数的原位测试通常有单栓塞和双栓塞压水试验。然而此类试验仅能获取钻孔压水段所有结构面总体渗透参数，并未针对单一结构面，因此未曾解决单一、交叉结构面的渗流特性定量表征难题；此外，上述试验对栓塞的密闭性能要求极高，使得整套设备制造工艺复杂、操作流程繁琐、成本耗资巨大，限制了栓塞试验的大范围推广应用。因此，研制一套旨在定量表征各类单一或交叉地质结构面渗透特性的简易量测装置，对区域岩体渗透特性定量评价和水文地质特征研究均有重要工程应用价值。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有原位测试试验仅能获取钻孔压水段所有结构面总体渗透参数，并未针对单一结构面，因此未曾解决单一、交叉结构面的渗流特性定量表征难题，以及现有原位测试试验对栓塞的密闭性能要求极高，使得整套设备制造工艺复杂、操作流程繁琐、成本耗资巨大，限制了栓塞试验的大范围推广应用等难题。

本实用新型采取的技术方案是：

一种原位压水试验便携式装置，包括主机系统、供电系统、供水系统和封堵系统；供电系统对主机系统、供水系统与封堵系统供电，供水系统给封堵系统供水，封堵系统伸入到地质结构面内进行测量并将测量的数据传输到主机系统；

其中，封堵系统包括传感器检测系统和至少四个串联设置的气囊单元；所述的气囊单元包括气囊壁、密封圈、密封尾翼、刚性环扣、供气管和供水管；密封圈装在气囊壁的外表面，刚性环扣装在气囊壁的两端，密封尾翼装在气囊壁的一端；供气管同时贯穿密封尾翼和刚性环扣并且在与密封尾翼和刚性环扣的贯穿处通过密封紧固件相连；所述传感器检测系统与主机系统相连；

主机系统包括箱体；所述箱体上设有压力调控按钮和渗透压力微调旋钮。

主机系统还包括储气罐、空气压缩机；储气罐与空气压缩机均装在箱体内；所述储气罐的底部设有排水口；所述箱体的外表面上设有插槽和端口。

为了实时观测记录传感器数据，本实用新型还包括设置在箱体外表面上的显示面板。

供水系统包括电磁流量计和至少一个的水汽交换室；所述水汽交换室通过供气管与主机系统内的储气罐相连，并且水汽交换室通过供水管与电磁流量计的一端相连，电磁流量计的另一端与封堵系统内的供水管相连。

水汽交换室呈中空箱体，其上端面设有进水阀门、供气阀门和气压安全阀门；水汽交换室的底部设有出水阀门和水压安全阀门；所述供气阀门通过供气管与储气罐相连，出水阀门通过供水管与电磁流量计的一端相连。

各个气囊单元之间通过连接杆相连。

传感器检测系统包括数据线连接杆、三个压力传感器和一个温度传感器；所述数据线连接杆贯穿连接杆并且同时贯穿四个气囊单元，三个压力传感器分别位于相邻的两个气囊单元之间的数据线连接杆上，温度传感器位于第二气囊单元与第三气囊单元之间的数据线连接杆上。

为了引导气囊单元能准确地沿着钻孔壁下沉，本实用新型还包括导向锥，所述导向锥与最末端的气囊单元相连；为了准确定位钻孔内结构面而实现特定结构面的针对性测试，特定结构面高水头作用下张开度演变过程的动态记录可用于试验结果验证，本实用新型还包括照明装置和摄像装置，所述照明装置和摄像装置均位于第二气囊单元与第三气囊单元之间的数据线连接杆上。

为了能及时的给气囊内部进行加压与泄压，本实用新型所述的供气管上设有导气孔；为了更有利封堵压水试验测试段，本实用新型的气囊壁为双弧形环形气囊壁。

有益效果