[发明专利]一种岩石试样高压水密封装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大尺寸立方体岩石试样试验装置，尤其涉及一种可有效密封高压水的岩石试样试验装置。

背景技术

岩石应力与渗流耦合一直是岩石力学领域研究的热点，开展岩石试样在高水压与真三轴载荷共同作用下变形与破坏规律的研究对于岩土工程的安全、稳定性具有重要的理论与实践意义。

岩石在渗透水压和真三轴加载作用下的力学试验成果丰硕，此类试验成功与否的关键因素是水流的密封技术。目前，公知的岩石力学试验领域的渗透水密封装置或材料有热缩塑料材料、硅胶和橡胶套等。比如，在岩石全应力-应变过程的渗透性试验中，热缩塑料材料套住岩样，烘烤热缩塑料材料，使其紧密包裹岩石试样；也有部分岩石试样在真三轴加载时，采用硅胶密封水流；在一些粗砂岩的渗透性试验中，由于需要常规三轴加载，还有些学者利用光滑的橡胶套密封岩样，保证三轴室中的油和渗透水流不混合。但是，由于实验过程中的水压力作用的持续性，使得这些措施在工作环境下的稳定性方面一般不尽如人意，甚至出现水流溢出封水材料的现象；再者，大多试验采用的水压较小，岩石试样在高水压下的密封技术仍然是一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的密封效果不稳定的问题，本发明提供一种密封稳定的岩石试样高压水密封装置。

一种岩石试样高压水密封装置，包括弹性外壳和上压盖，所述弹性外壳呈筒状，弹性外壳的内侧壁自上到下设置有多圈均匀分布的第一密封圈；所述弹性外壳的下底面设置有多个进水孔；所述弹性外壳内部用于放置岩石试样；所述弹性外壳的上部由上压盖密封，所述上压盖设置有多个出水孔；所述上压盖的下端设置有呈环状的密封板，所述弹性外壳的上端面设置有呈环状的密封槽，所述密封板插入密封槽内；所述密封板的内壁和外壁上均设置有多圈均匀分布的第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈的横截面均呈V形；第一密封圈的下端与弹性外壳的内侧壁连成一体，密封圈的上端与弹性外壳的内侧壁相接触；第二密封圈的下端与密封板连成一体，第二密封圈的上端与密封板相接触。

优选的，所述上压盖的上部抵接有上压板，所述上压板设置有与出水孔相匹配的出水管；弹性外壳的下部抵接有下压板，所述下压板设置有与进水孔相匹配的进水管；高压水密封装置还包括塑料膜，塑料膜包裹住上压板、下压板及弹性外壳的侧面，塑料膜的上侧和下侧的内表面均为磨砂面，磨砂面通过密封胶与上压板和下压板密封连接；所述塑料膜还设置有气嘴盖。

优选的，所述弹性外壳呈四方形，弹性外壳的四个侧面分别设置有四个钢板，各钢板的内表面涂有黄油，钢板的内表面紧贴塑料膜，其中一个钢板设置有气嘴盖能够伸出的钢板预置孔；所述各钢板的外表面分别抵接有侧压板。

优选的，上压盖与弹性外壳的上端面之间，岩石试样与弹性外壳之间，以及密封板与密封槽之间，均涂有密封胶。

优选的，所述进水孔有9个且均匀分布在弹性外壳的底面上；所述出水孔有9个且均匀分布在上压盖上。

本发明的另一个目的是提供上述一种岩石试样高压水密封装置的使用方法，其使用步骤如下：

第一步，在弹性外壳的内侧壁和上端面，或上压盖的底面边缘和岩石试样的侧面涂抹密封胶；在密封板或密封槽内涂抹密封胶。

第二步，将岩石试样放置在弹性外壳内，并将上压盖安装在弹性外壳的上端，并使密封板插入密封槽内。

第三步，将上压板和下压板分别置于上压盖的上部和弹性外壳的下端，并将进水管与进水孔对接，出水管与出水孔对接。

第四步，通过塑料膜包裹上压板、弹性外壳、和下压板的侧面，并通过密封胶对塑料膜的上侧和下侧进行密封。

第五步，通过气嘴盖抽取塑料膜内气体，使塑料膜紧贴弹性外壳；再将涂有黄油的钢板贴合在塑料膜上，并使气嘴盖通过钢板预置孔伸出；然后将其放入加压设备中，使侧压板抵接钢板；再然后通过侧压板、上压板及下压板向弹性外壳施加载荷。

第六步，向下压板的进水孔施加高压水。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

上述一种岩石试样高压水密封装置，第一密封圈和第二密封圈均能够起到密封作用，增大密封效果；其中密封圈有多圈，多圈密封圈逐级密封，同样增大了密封效果；密封胶起到密封的作用，增大了密封效果；所述塑料膜同样能起到一定的密封作用；上述高压水密封装置还可以循环使用，节约了成本。上述实验步骤简单，上述高压水密封装置操作过程简单方便。

附图说明

图1是的高压水密封装置的部分剖面图。

图2是弹性外壳侧剖面立体图。

图3是上压盖的立体图。