[发明专利]可轴向加载及轴向无载两用的三轴渗流实验盒及使用方法

说明书

本发明公开了一种可轴向加载及轴向无载两用的三轴渗流实验盒及使用方法，包括测定系统、进水系统、排水系统、围压控制系统、声波处理系统和径向位移采集系统，测定系统包括试样、升降罩、定心盘和轴压钢轴，试样位于定心盘内，升降罩的上盘体内侧设置有凹槽，每根支柱的上端可固定在凹槽内，轴压钢轴依次穿过升降罩上盘体、定心盘后施加在试样表面，在与升降罩上盘体相接处的轴压钢轴上设置有阻挡扭头，轴压钢轴的顶部设置有连接轴，连接轴上设置有螺纹。本发明装置不仅能与三轴实验轴压系统组合，进行有轴向加载系统时轴向加载的渗流实验；而且能够进行没有轴向加载系统时的无轴压渗流实验。该装置体型小，利于运输，可在现场取样进行实验。

技术领域

本发明涉及一种煤样或岩样的力学实验技术，具体涉及一种可轴向加载及轴向无载两用的三轴渗流实验盒及使用方法。

背景技术

节理裂隙岩体的应力一渗流耦合规律是当前岩石力学界研究的热点，在实验室研究三维应力作用下裂隙岩体的渗流规律能够较为真实地反映天然地质岩体的实际情况，也是最基本的研究课题。在现今各种渗流实验盛行之际，已经有了很多理论和实验成果，这就需要越来越多的实验条件和需求要得到满足。水力压裂增透技术大多是在现场实验，目前这种三轴渗流实验装置体型大，造价高，不适于搬运。不利于在现场采样进行渗流实验。一般的研究机构都有做三轴实验的轴压系统，但引进一整套渗流实验装置(其中连接有轴压系统)费用太高，引进后又存在轴压系统利用不高的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种可轴向加载及轴向无载两用的三轴渗流实验盒及使用方法，该装置不仅能与三轴实验轴压系统组合，进行有轴向加载系统时轴向加载的渗流实验；而且能够进行没有轴向加载系统时的无轴压渗流实验。该装置体型小，利于运输，可在现场取样进行实验。

其技术解决方案包括：

一种两用的三轴渗流实验盒，其包括测定系统、进水系统、排水系统、围压控制系统、声波处理系统和径向位移采集系统，其特征在于：

所述测定系统包括试样、升降罩、定心盘和轴压钢轴，所述试样位于定心盘内，所述定心盘包括四根支柱，每根支柱的下端固定在底盘上，所述升降罩位于所述定心盘外围，所述升降罩与所述支柱共用一个底盘，所述升降罩的上盘体内侧设置有凹槽，每根支柱的上端可固定在所述凹槽内，所述轴压钢轴依次穿过所述升降罩上盘体、定心盘后施加在所述试样表面，在与升降罩上盘体相接处的轴压钢轴上设置有阻挡扭头，所述轴压钢轴的顶部设置有连接轴，所述连接轴上设置有螺纹；所述试样的顶面和底面均安设有透水板，所述试样的周身套置有橡胶圈，所述试样的中部连接所述径向位移采集系统，所述试样的顶面和底面均安装所述声波处理系统；

在所述底盘处设置有进油口，所述进油口处连接所述围压控制系统，所述围压控制系统包括围压控制表和油压表，所述围压控制表和油压表分别连接在于进油口相连接的进油输送线上；

所述进水系统用于向所述试样的透水板上注水，所述进水系统连接在所述试样顶面的透水板处，所述排水系统连接在所述试样底面的透水板处。

作为本发明的一个优选方案，所述阻挡扭头为一个可旋转的接头，所述阻挡扭头上安设有螺栓，所述螺栓穿过所述阻挡扭头并固定在轴压钢轴表面。

作为本发明的另一个优选方案，所述阻挡扭头由横梁和立柱组成，所述横梁和立柱成垂直形态固定并嵌于所述轴压钢轴表面。

优选的，所述橡胶圈用金属箍扎紧，所述橡胶圈的两端用密封圈密封。

上述两用的三轴渗流实验盒的使用方法，依次包括以下步骤：

1)进行三轴渗流实验

a1、将处理好的试样放置在定心盘内，放下升降罩并对其进行固定，将阻挡扭头隐藏于轴压钢轴中；