[实用新型]动静荷载作用下岩石裂隙泥水流体渗流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工程地质技术领域，特别涉及一种动静荷载作用下岩石裂隙泥水流体渗流装置。

背景技术

裂隙岩体是水利水电工程、采矿工程、铁路和公路建设工程、土木建设工程、石油工程、海洋勘探与开发工程等各种工程中经常遇到的复杂介质，岩石裂隙的渗流特性始终是岩石力学工作者研究的前沿与热门课题。

现有岩石裂隙渗流装置大多用来研究水或气体的渗流规律，如：岩石水气渗流-应力耦合试验装置、三维应力作用下岩石裂缝水渗流物性规律的实验研究、煤岩介质中气-水两相渗流实验研究等。单单研究岩石裂隙水与气体渗流是不够的，在山区溶洞地区的采矿、隧道工程中，围岩裂隙中往往充填泥水混合物，这种泥水混合物在岩石裂隙中的渗流规律如何？目前很少研究，对于岩石裂隙渗流内泥水流体的渗流装置未见报道。而且现有岩石裂隙渗流装置中，施加的应力是静载，没有施加动荷载，如：二维岩石试样裂隙网络渗流试验装置、真三轴应力岩石裂隙渗流试验变形测量装置、二维应力作用下岩石单裂隙渗流规律的实验研究、岩石应力-渗流耦合真三轴试验系统的研制与应用等。

现有岩石裂隙渗流装置测试的是静态渗透系数和静态渗流场，这种静态渗流场是由水力梯度产生的，在一定程度上可用达西定律来描述。在采矿等岩石力学工程中，爆破动力扰动会导致岩石裂隙泥水流体的渗透压发生改变，在岩石裂隙内会产生动态的渗流场，这种动态渗流场是由于动载产生的应力波挤压岩石裂隙，导致岩石裂隙内泥水渗透压瞬时剧增，该动态渗流场不是由泥水压力梯度产生的，用传统的达西渗流理论无法解决。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、工作可靠的动静荷载作用下岩石裂隙泥水流体渗流装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种动静荷载作用下岩石裂隙泥水流体渗流装置，包括试件装置，试件装置包括上盘岩块、下盘岩块，上盘岩块、下盘岩块相互叠合形成岩石裂隙，下盘岩块内部垂直于岩石裂隙面，在下盘岩块上沿裂隙平面长度和宽度方向均匀钻取多个穿透型中空孔道，中空孔道下部用堵头封堵；设置在试件装置上方、用于对岩石裂隙施加静载的静压加载装置；设置在试件装置上方、用于对岩石裂隙施加动载的动压加载装置；设置在试件装置侧向、用于对岩石裂隙施加侧压的侧压加载装置；设置在试件装置侧部、用于防止泥水混合物从岩石裂隙流出的密封装置；设置在穿透型中空孔道中、用于测试各中空孔道渗透压的渗透压测试装置；设置在试件装置泥水流体的出入口、用于给泥水流体提供渗透通道的渗透孔道装置；设置在试件装置泥水流体的入口侧、用于使泥水流体渗透过岩石裂隙的压力伺服加载装置；以及分别与静压加载装置、动压加载装置、渗透压测试装置相连，用于记录数据并绘制相应曲线的电脑控制器。

上述动静荷载作用下岩石裂隙泥水流体渗流装置，所述侧压加载装置包括加载油缸、压板Ⅰ、压板Ⅱ与反力架，所述试件装置的左右两侧分别作为泥水流体的出入口侧，所述反力架左右两侧各设有一个凸起，试件装置放置在反力架上，且试件装置右侧紧贴反力架右侧凸起，所述压板Ⅰ紧贴试件装置左侧安装，加载油缸安装在反力架左侧凸起与压板Ⅰ之间，通过加载油缸施加压力作用于反力架，将侧压施加于试件装置左侧面，所述试件装置前后两侧设有一块压板Ⅱ，用螺栓将压板Ⅱ紧固在反力架上，将侧压施加于试件装置前后侧面。

上述动静荷载作用下岩石裂隙泥水流体渗流装置，所述密封装置包括橡胶垫条和橡胶垫片，所述橡胶垫条包括橡胶垫条Ⅰ、橡胶垫条Ⅱ、橡胶垫条Ⅲ和橡胶垫条Ⅳ，橡胶垫条Ⅰ和橡胶垫条Ⅱ位于压板Ⅰ的右侧并嵌于压板Ⅰ内，通过对压板Ⅰ施加压力使橡胶垫条Ⅰ和橡胶垫条Ⅱ紧贴上盘岩块、下盘岩块的左侧面，橡胶垫条Ⅲ和橡胶垫条Ⅳ位于反力架右侧凸起的左侧并嵌于反力架右侧凸起内，通过对压板Ⅰ施加压力使橡胶垫条Ⅲ和橡胶垫条Ⅳ紧贴上盘岩块、下盘岩块的右侧面，所述压板Ⅱ的内侧面设有橡胶垫片，用螺栓紧固压板Ⅱ，压板Ⅱ向橡胶垫片施加压力，橡胶垫片紧贴上盘岩块、下盘岩块的前后侧面。