[实用新型]模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置，当岩样外壁水压力大于内壁水压力，水从外壁流向内壁，整个岩样处于受压状态；当岩样外壁水压力小于内壁水压力，水从内壁流向外壁，整个岩样处于受拉状态。本实用新型装置借用径向渗流试验原理，可模拟岩石试样的受拉或受压应力状态，并测量受拉或受压应力状态下岩石渗透系数。

技术领域

本实用新型涉及岩石渗透性试验技术领域，特别涉及一种模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置。

背景技术

岩石渗透性是指流体通过岩石的能力。岩石渗流对岩石力学性质影响极大，其会改变岩石的受力状态，引起岩石变形、破裂、软化、泥化或溶融等，从而危及岩体的稳定性，因此研究岩石渗透性对岩石力学具有重要意义。通常情况下，岩体结构、岩体中的微裂纹、岩体应力和地下水物理化学性质都会影响到岩石的渗透性能。但现有的研究成果大多都只局限于岩体结构、地下水因素对岩石渗透性能的影响，对于岩体所处应力状态对岩石渗透性能产生的影响研究较少。故有必要设计一种模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置和方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过径向渗流原理，对岩石在受拉或受压条件下的应力状态进行模拟，揭示了岩石渗透系数不仅与岩样本身与水物理化学性质有关，还与岩样所处的应力状态有关，并比较分析两种状态下渗透性的大小，建立渗透系数-应力状态的相关函数关系，对岩石内部渗透机理进一步揭示。

本实用新型采用如下技术方案：

一种模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置，包括试验机，试验机内部具有一个渗水腔，渗水腔底部设置有下透水石，待测定岩石试样放置于渗水腔中，且岩石试样的底端放置在下透水石上，岩石试样的顶端设置有上透水石，轴压系统通过上透水石作用在岩石试样的顶端；

岩石试样的导管上连接出水管一和水泵一，水泵一与导管连通的水管上设置有压力传感器一，渗水腔侧壁上连通有水泵二，连接水泵二的水管上设置有压力传感器二，下透水石上连接出水管二。

由于岩石属于低渗流体，具有较为致密的裂隙和微裂纹，因此该装置采用高压水泵进行供水，减少了渗透试验的时间，提高试验效率。

优选地，岩石试样的外侧壁上粘贴有若干个应力传感贴片，可与相同状态下的渗透系数对应，建立渗透系数-应力状态曲线图，进一步支管揭示对岩石内部渗透机理。

作为优选实施例，岩石试样整体是直径为60mm，高度为150mm的圆柱体结构，试样内部具有一个顶部敞口的圆柱形空腔，圆柱形空腔的直径为12mm，高度为125mm，圆柱形空腔中插入导管，导管插入圆柱形空腔中的深度为25mm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型装置借用径向渗流试验原理，可模拟岩石试样的受拉或受压应力状态，并测量受拉或受压应力状态下岩石渗透系数。

附图说明

图1显示了岩石试样的结构，其中，a显示了岩石试样受压状态下导管内的水流方向，b显示了岩石试样受拉状态下导管内的水流方向，c显示了岩石试样受压状态，d显示了岩石试样受拉状态；

图2显示了加载装置示意图；

图3显示了拉、压应力状态下渗透系数-应力状态曲线图。

图中：1-密封管套，2-导管，3-岩石试样，4-空腔，5-出水口一，6-试验机，7水泵二，8压力传感器二，9-下透水石，10-轴压系统，11-水泵一，12-压力传感器一，13-上透水石，14-渗水腔，15-力学传感器，16-出水口二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型。