[发明专利]一种裂隙水冻结过程中的渗流速度测量装置

说明书

本发明公开了一种裂隙水冻结过程中的渗流速度测量装置，包括隔热仓，隔热仓两端分别设置有第一水仓和第二水仓，隔热仓为长方体隔热仓，隔热仓的六面分别为左端透明硅胶隔热板、右端透明硅胶隔热板、前侧带刻度透明硅胶隔热板、后侧带刻度透明硅胶隔热板、顶侧透明硅胶隔热板和底侧透明硅胶隔热板，隔热仓内水平设置有两块玻璃板，两块玻璃板之间为裂隙，每块玻璃板的四周设置有橡胶磁条，左端透明硅胶隔热板和右端透明硅胶隔热板的外侧均垂直粘贴有带刻度橡胶磁条，隔热仓内位于裂隙的上方和下方均分别设置有冷气管。相比于其他结构，能够连续测量不同冻结温度、不同水压和不同隙宽下裂隙水的渗流速度，具有观测直观、操作方便、造价低廉等优点。

技术领域

本发明涉及低温裂隙岩体渗流试验技术领域，具体涉及一种裂隙水冻结过程中的渗流速度测量装置。应用于测量不同冻结温度下平面裂隙水冻结时的渗流速度。

背景技术

裂隙岩体低温冻结-渗流是低温岩土工程中经常遇到的难题，对低温岩体工程的安全与稳定构成了较大威胁。在冻结法施工中，裂隙水渗流不利于冻结圈的形成，在液化气低温储存过程中，裂隙水渗流不仅不利于冻结环形成而且还可能引发液化气泄漏事故。研究不同冻结温度下的裂隙水渗流速度变化规律是揭示裂隙岩体低温冻结-渗流相互作用机理的关键，可为进行裂隙岩体低温冻结-渗流耦合计算与分析提供参数支撑。

目前，关于裂隙冻结下的渗流过程研究尚停留在理论探究阶段，缺少相应的试验数据支撑。急需研发一种能连续测量不同冻结温度下裂隙水渗流速度的试验装置，为理论分析和数值计算提供试验依据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种裂隙水冻结过程中的渗流速度测量装置。该装置原理明确、制作简单、操作简便，可准确连续测量在不同冻结温度下裂隙水冻结时的渗流速度，进而为研究不同冻结温度下的裂隙水渗流速度变化规律，揭示裂隙岩体低温冻结-渗流相互作用机理提供试验依据。

本发明通过以下技术方案实现：

一种裂隙水冻结过程中的渗流速度测量装置，包括隔热仓，隔热仓两端分别设置有第一水仓和第二水仓，隔热仓为长方体隔热仓，隔热仓的六面分别为左端透明硅胶隔热板、右端透明硅胶隔热板、前侧带刻度透明硅胶隔热板、后侧带刻度透明硅胶隔热板、顶侧透明硅胶隔热板和底侧透明硅胶隔热板，隔热仓内水平设置有两块玻璃板，两块玻璃板之间为裂隙，每块玻璃板的四周设置有橡胶磁条，左端透明硅胶隔热板和右端透明硅胶隔热板的外侧均垂直粘贴有与橡胶磁条相吸的带刻度橡胶磁条，隔热仓内位于裂隙的上方和下方均分别设置有冷气管，每个玻璃板上设置有用于测量裂隙内温度的针状温度传感器，顶侧透明硅胶隔热板的内侧和底侧透明硅胶隔热板内侧均设置有温度传感器，第一水仓的底部与第一导管一端连通，第一导管另一端穿过左端透明硅胶隔热板与裂隙一端连通；第二水仓的底部与第二导管一端连通，第二导管另一端穿过右端透明硅胶隔热板与裂隙另一端连通；第一导管和第二导管上均设置有流量器、压力计和水阀，第一水仓和第二水仓内均设置有温度传感器。

如上所述的玻璃板上沿裂隙内水流方向设置有刻度。

如上所述的玻璃板上沿裂隙内水流方向依次设置有若干个传感器安装孔，针状温度传感器安装在传感器安装孔内。

如上所述的玻璃板上的传感器安装孔为三个，分别设置在玻璃板的两端和中部。

如上所述的前侧带刻度透明硅胶隔热板的外侧和后侧带刻度透明硅胶隔热板的外侧均设置有菲涅尔薄膜放大镜，前侧带刻度透明硅胶隔热板的外侧上的刻度和后侧带刻度透明硅胶隔热板外侧上的刻度均沿裂隙走向设置在靠近裂隙处。

如上所述的玻璃板的四周设置有细槽，橡胶磁条部分嵌入到细槽中，橡胶磁条剩下部分外露。

如上所述的左端透明硅胶隔热板和右端透明硅胶隔热板外侧均分别通过胶水粘贴有两条带刻度橡胶磁条，带刻度橡胶磁条与橡胶磁条相向的磁极相反设置。

本发明较现有技术相比，具有以下优点：