[发明专利]岩石侵水-失水循环力学实验系统及其实验方法

说明书

本发明公开了一种岩石侵水‑失水循环力学实验系统，水循环腔体与密封盖之间通过橡胶密封圈密封，密封盖中央设有密封管，密封管内设有两层密封圈，将岩石单轴加压装置的岩样加压部分密封置于水循环腔体内，水循环腔体内还设置有温度‑湿度探测器，在岩样加压部分的岩样上设置有岩样应变监测器，水循环腔体上设置有开口，分别为信号输出口、出气口、出水口和进水/气口，温度‑湿度探测器和岩样应变监测器的数据线通过信号输出口引出，出水口通过管线与储水装置连通，进水/气口通过管线与储水及储气装置连通。本发明同时还公开了利用该系统的实验方法。本发明实现了岩样的侵水‑失水循环在相对稳定的环境下进行，以及侵水‑失水循环与加载过程的同步进行，提高了试验的效率和准确性。

技术领域

本发明涉及一种岩石侵水-失水循环力学实验系统及其实验方法。

背景技术

岩石在侵水-失水状态下的力学性能研究是研究库坝及水边坡稳定性的关键，岩石侵水-失水力学实验获得数据的准确性对后续研究具有重要影响。然而，传统的研究往往将岩石的侵水-失水过程和力学性质实验分离开来，其实验过程如下：①将待测岩样加工成目标尺寸的岩样，保证岩样表面平整，确定侵水-失水循环次数，具体方法是将岩样在水中浸泡一段时间，之后进行自然风干或烘箱烘干，重复以上步骤直到达到目标循环次数；②将岩样应变监测器贴在待观察的岩样表面，使用单轴加压装置，将侵水-失水后的岩样进行单轴加压试验，获得岩样的相关数据；③对比研究不同侵水-失水循环次数岩样的实验数据，得出结论。该实验过程的缺点是岩样侵水-失水与单轴加压的分割开来进行，每次都需将岩样侵水-失水后再放入单轴加压装置进行加压破坏。岩样侵水-失水过程周期长，必将受到众多因素影响，如温度、湿度、人为因素等，导致实验结果存在较大误差，直接影响研究的进展。并且该实验若要进行较多岩样的侵水-失水实验，过程繁琐，浪费不必要的资源。

综上所述，岩石侵水-失水力学实验急需开发一种高效实用的岩石侵水-失水循环力学实验系统。

中国专利申请201310553277.2公开了一种岩石损伤和渗透测试方法，步骤1 ：将岩石试件放置于密封的容器内，将测量装置与容器中的岩石试件配合连接；对岩石试件施加一定的压力，并且记录压力数据；步骤2 ：调节实验温度，对岩石试件内注入水流，然后继续对岩石试件施加压力测量压力值和渗透压数值；步骤3 ：利用超声波检测装置检测超声波传播时间计算其传播速度；步骤4 ：根据上述检测出的压力数据值、渗透压数据、超声波波速值对岩石的损伤和渗透率进行研究和计算。该测试方法没有水循环系统，在测试试验过程中注水时，需人工进行，这会导致测试的效率降低，并且每次注水过程难以控制，增加试验过程中引入不必要的变量，试验结果准确性难以保证。

中国专利申请201310554863.9公开了一种温度应力环向渗流耦合作用下岩石损伤与渗透测试系统和测试方法，系统包括冻胀力测试装置和渗透测试装置；渗透测试装置包括装载待测岩石试件的压力室、压力加载装置、渗透压加压及测量装置、水浴加热装置、超声损伤测试装置和数据采集装置。利用冻胀力测试装置对岩石进行反复冻融实验后测量该岩石试件的冻胀力变化，再将岩石放置于压力室内，利用压力加载装置对岩石试件施加压力、在不同温度的流动液体和压力作用下，实现岩石渗透系数k 的测定和超声波波速传播时间t 的测定，从而研究岩石的渗透性和损伤情况。该发明专利将岩样在测试系统外进行冻融循环，再进行压力测试，不足之处在于无法获得岩石在冻融循环过程中的应力应变和损伤情况，这不利于对研究岩石的损伤演变的研究。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种岩石侵水-失水循环力学实验系统及其实验方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：