[发明专利]一种峰后破裂岩石三轴浆液渗透性测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种峰后破裂岩石三轴浆液渗透性测试系统及方法，其系统包括渗透系统、轴向加载系统、环向加载系统、注浆压力系统和数据采集分析系统；其方法包括步骤：一、对测试系统进行调试，检验测试系统的运行情况；二、安装岩样；三、开启并设置轴向加载系统；四、开启并设置环向加载系统；五、将岩样压裂至峰后破裂状态；六、对峰后破裂状态的岩样进行注浆渗透性测试；七、结束测试；八、测试数据处理。本发明能够有效测定浆液在岩石峰后破裂过程中的渗透性变化特征，并且很好的解决了在进行不同峰后破裂状态岩石三轴浆液渗流试验存在的破裂岩样内浆液渗透不畅、管路易堵塞、浆液压力作用不均匀、围压难以控制以及密封难以实现等问题。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种峰后破裂岩石三轴浆液渗透性测试系统及方法。

背景技术

许多岩土工程，特别是在深部地下岩土工程中(如深部采矿工程中的巷道开挖，公路隧道开挖等)岩体在高地应力开挖挠动作用下破裂极为严重，必须采取适当的加固技术以使岩体能保持稳定，进而保证资源的安全高效开采。而大量工程实践表明，注浆加固技术是控制(确保稳定性)破裂岩土体的一种有效方法。但是由于其注浆加固效果与注浆浆液在破裂岩体中的渗透扩散范围(其与岩石内的裂隙数目、裂隙开度、裂隙分布和裂隙贯通程度等有关)及破裂岩体在不同破裂阶段所具有的残余强度都有关(如图1所示)，但这两者往往是相互矛盾的，因而如何准确依据岩石在不同峰后破裂状态下的浆液渗透性和残余强度以确定岩体工程的最佳注浆时机—破裂岩体既有较好的浆液渗透性，又有较高的残余强度，以保证最好的注浆效果，成为完善注浆加固理论和推广注浆加固技术进行工程应用急需解决的难题之一。为此，必须对浆液在不同峰后破裂状态的岩石内的渗透性进行测量。

考虑到注浆时最常用的浆液是水泥浆，即水和水泥的混合液(因其成本低，固结体的强度高)，其是具有明显的黏性、适时凝胶和塑性流变等复杂特性的流体，明显地不同于现有的以水(典型的牛顿流体)为渗透流体的岩石或峰后岩石渗透性测试系统，例如中国专利201020257446.X公开了一个岩石渗透性测试装置，设置了压力容腔、透水石和橡皮膜,用瞬态压力脉冲法来测试水在部分岩石中的渗透特性；中国专利201710343703.8公开了一种多尺度岩石裂隙渗透性尺寸效应试验方法，也是用水作为渗透流体，研究水在岩石中的渗透性。因为两种流体的流动特性和渗透性存在明显区别，而且注浆浆液(水泥浆液)在现有的岩石渗透性测试系统中，常会出现浆液不易流动，容易堵塞，浆液压力作用不均，渗透不畅和岩样不易固定等问题，因此，现有的岩石渗透性测试系统并不能用于测定注浆水泥浆液在峰后破裂岩石内的渗透性。故而，本发明自行设计研发了一种峰后破裂岩石三轴浆液渗透性实验系统与方法，用于测定注浆过程中水泥浆液在不同峰后破裂状态下的渗透性和残余强度，以确定最佳注浆时机，提高注浆加固强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种峰后破裂岩石三轴浆液渗透性测试系统，其系统结构简单，设计合理，装配使用方便，能够有效应用在峰后破裂岩石三轴浆液渗透性测试中，性能稳定可靠，使用效果好，便于推广使用。