[实用新型]低应力条件下的软岩渗流简易试验系统

说明书

本实用新型公开了一种低应力条件下的软岩渗流简易试验系统，该系统包括渗流发生装置、围压加载系统、轴压加载系统、供水系统、应力监测系统和渗流量测量系统；围压加载系统连接渗流发生装置的围压作用端，轴压加载系统连接渗流发生装置的轴压作用端；供水系统连接渗流发生装置的水分流入端；应力监测系统连接渗流发生装置的围压作用端和轴压作用端；渗流量测量系统连接渗流发生装置的水分流出端。使用时，先将原岩制作成圆柱形软岩试样并安装渗流发生装置，通过围压加载系统和轴压加载系统向渗流发生装置的圆柱形软岩试样施加围压和轴压，最后再进行渗流控制、测量渗流量、检测应力。围压和轴压分开加载，可精确的控制围压与轴压比。

技术领域

本实用新型属于岩石力学与工程领域，涉及一种低应力条件下的软岩渗流简易试验系统。

背景技术

研究表明，软岩受降雨或其他水环境变化的作用下，水分在其体内发生迁移渗流，产生了不同程度的物理、化学和力学综合反应，最终导致软岩结构破坏、强度降低或丧失，这也是软岩边坡发生失稳的重要原因之一。为揭示这种水环境下软岩的破坏机制，大量学者对软岩渗流特性开展了研究。

目前，对软岩的渗流特性研究主要有数值模拟和试验研究两种方法，其中，数值模拟方法虽然能够对大体积的软岩边坡进行模拟计算，但由于计算时参数繁杂，假设条件众多等原因，导致其无法模拟真实情况，使得计算结果不够精确。现有的试验方法主要采用改造的三轴渗流试验方法，这种方法虽然可得到较为精确的结果，但依然存在不足之处，主要表现为：

1、对试验条件要求高，应具备较为先进的三轴渗流试验仪器，操作复杂，成本大；

2、由于三轴试样完全由围压加载液包裹，而轴压方向的应力为轴向加载力与围压加载液加载应力之和，导致轴压与围压不相等，也即轴压与围压比难以控制；

3、一般只单独考虑无压或有压渗流两种情况，难以在有压和无压渗流之间任意转换，而更好的模拟实际情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低应力条件下的软岩渗流简易试验系统，以解决现有三轴渗流试验方法轴压与围压比难以控制、操作复杂、成本大的问题，以及现有三轴渗流试验方法难以在有压渗流和无压渗流之间任意转换的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，低应力条件下的软岩渗流简易试验系统，包括由至少一个渗流发生装置构成的渗流发生机构、围压加载系统、轴压加载系统、供水系统、应力监测系统和渗流量测量系统；

所述围压加载系统与渗流发生装置的围压作用端连接，所述轴压加载系统与渗流发生装置的轴压作用端连接；所述供水系统与渗流发生装置的水分流入端连接；所述应力监测系统分别与渗流发生装置的围压作用端以及其轴压作用端连接；所述渗流量测量系统与渗流发生装置的水分流出端连接。

进一步的，所述渗流发生装置由圆形不透水钢板、两个圆形透水钢板、圆柱形软岩试样和透水石组成；圆形不透水钢板的下表面与一个圆形透水钢板的上表面相贴合，该圆形透水钢板的下表面与圆柱形软岩试样的上表面贴合，圆柱形软岩试样的下表面与另一个圆形透水钢板的上表面贴合，该另一个圆形透水钢板的下表面与透水石的上表面贴合；

所述圆形不透水钢板的中心位置设有第一透水圆孔和套接在第一透水圆孔外的轴压加载环。

进一步的，所述围压加载系统与渗流发生装置的数量相等，且两者一一对应连接；每个围压加载系统由n层依次套接于与其对应的渗流发生装置的圆柱形软岩试样外侧壁的弹性橡胶圈组成，且第一层的弹性橡胶圈通过防水胶固定套接在圆柱形软岩试样外侧壁上；

所述弹性橡胶圈的厚度为0.3～0.5mm，且其内径与圆柱形软岩试样的直径大小一致。