[发明专利]一种用于破碎岩石水砂两相渗流的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及破碎岩石水砂两相渗透试验设备领域，具体而言，涉及一种用于破碎岩石水砂两相渗流的试验装置。

背景技术

目前采矿工程、隧道工程等含破碎地质构造的工程领域中，陷落柱突水/突固、复杂岩溶隧道突水/突泥等安全问题时常出现。陷落柱突水/突固、复杂岩溶隧道突水/突泥等问题都可以认为是破碎岩石中水砂两相渗流失稳所引发的灾害，故而破碎岩石的水砂两相渗流的渗透试验就成为研究陷落柱突水/突固、复杂岩溶隧道突水/突泥等问题的基础。

现有的破碎岩石的水砂两相渗流的试验装置往往由加载系统、渗透回路、数据采集系统、颗粒回收系统等部分组成。但该系统存在以下弊端：加载系统一般采用大型的材料试验机，体积较大，且较笨重，不仅要求足够大的实验室面积，而且不容易搬动；材料试验机压缩腔体的有效空间有限，不能满足不同高度渗透仪的安放；材料试验机压缩腔体的设计不够人性化，渗透仪搬动较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于破碎岩石水砂两相渗流的试验装置，其能够大大节省框架的材料，增强了框架的刚度，减小装置的体积，使装置更加轻便，改善了制作工艺性，渗透仪易于安放和移动；不仅结构简单，易于操作，更大大提高了试验的准确性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种用于破碎岩石水砂两相渗流的试验装置，包括加载架、渗透仪、第一液压控制系统以及第二液压控制系统；

第一液压控制系统包括双作用液压缸、第一支路和第二支路，第一支路包括依次连接的第一截止阀、第一换向阀、第一定量柱塞泵和第一电机，第二支路包括依次连接的第二截止阀、第二换向阀、第二定量柱塞泵和第二电机，双作用液压缸安装于加载架的上部，第一截止阀与双作用液压缸的上腔连通，第二截止阀与双作用液压缸的下腔连通，双作用液压缸的活塞杆与渗透仪连接；

第二液压控制系统包括单作用液压缸和第三截止阀，单作用液压缸的活塞杆与渗透仪连接，第三截止阀的一端与单作用液压缸连通，另一端与第二换向阀连接。

在本发明较佳的实施例中，上述试验装置还包括可持续多途径加砂装置，可持续多途径加砂装置包括一条加砂干路、多条加砂支路以及多个加砂口；

多条加砂支路并联并汇聚于加砂干路，加砂干路靠近渗透仪的部分与渗透仪连接，加砂干路远离渗透仪的部分设置有第四截止阀，每条加砂支路均设置有一个加砂截止阀，每条加砂支路各与一个加砂口连通。

在本发明较佳的实施例中，上述加砂支路包括第一加砂支路、第二加砂支路和第三加砂支路，加砂口包括第一加砂口和第二加砂口；

第一加砂支路的两端、第二加砂支路的两端以及第三加砂支路的两端分别汇聚于加砂干路；第一加砂支路设置有相互连接的第一加砂截止阀和自动加砂装置，第一加砂口设置于自动加砂装置上；第二加砂支路上设置有第二加砂截止阀，第二加砂支路通过第四加砂截止阀与第二加砂口连通；第三加砂支路上设置有第三加砂截止阀，第三加砂支路通过第五加砂截止阀与第二加砂口连通。

在本发明较佳的实施例中，上述第一截止阀与双作用液压缸的上腔之间设置有第五截止阀，第四截止阀与用于连接第一截止阀和第五截止阀的管道连接。

在本发明较佳的实施例中，上述试验装置还包括注射器，注射器为液压缸，注射器的两端分别与第六截止阀和第七截止阀连接，第六截止阀与第一截止阀和第四截止阀之间的管道连接，第七截止阀与第二截止阀和第二换向阀之间的管道连接。

在本发明较佳的实施例中，上述加载架为中空结构，渗透仪设置于加载架的内部，加载架的内部的底壁设置有凹槽，单作用液压缸安装于凹槽内。

在本发明较佳的实施例中，上述渗透仪的缸筒采用高强度透明高分子材料制成，渗透仪的缸筒内设置有传感器，传感器与数据采集系统电连接。

在本发明较佳的实施例中，上述渗透仪内设置有位移传感器，位移传感器与无纸记录仪电连接。

在本发明较佳的实施例中，上述第一换向阀与第一定量柱塞泵之间连接有第一溢流阀，第二换向阀与第二定量柱塞泵之间连接有第二溢流阀，第二溢流阀与第二定量柱塞泵之间连接有冷却器。

在本发明较佳的实施例中，上述试验装置还包括第二振动筛和蓄水池，第二振动筛和蓄水池连接，第二振动筛与渗透仪连接。