[实用新型]一种内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置

说明书

本实用新型公开了一种内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置，包括试件系统、轴向加载系统、围压加载系统、水压加载系统和控制器，轴向加载系统包括加载轴、轴力传感器、壳体、三轴腔、承压板和底座，壳体底部通过承压板安装在底座上，壳体内形成三轴腔，三轴腔内充有水，试件系统位于三轴腔内底部中间，试件系统顶部设有加载轴，加载轴上设有轴力传感器，轴力传感器的信号输出端与控制器相连，围压加载系统与三轴腔连接；水压加载系统与三轴腔连接。本实用新型在岩石试件内外都包裹有带孔的橡胶管，能够很好的保证水的自行运动，达到自然状态下的水压差，甚至达到内外水压平衡，具有安全可靠，效果良好的特点。

技术领域

本实用新型涉及工程地质技术领域，特别涉及一种内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置。

背景技术

立井施工水患是影响施工进度、质量的最主要因素。立井施工中根据不同岩性、不同涌水量、不同岩层裂隙分布采用不同的治水方式。立井强度特性始终是岩石力学研究学者研究的前沿与热门课题，通常采用三轴压缩的方式，测量岩石的强度，其试件外部包裹着一层不透水的塑胶膜，其渗压加载是水流由上试件块中心孔进入裂隙面的中心，经裂隙面向四周流出形成辐向流，没有考虑外部水压的作用。但在实际情况下，立井井壁受力过程中，由于井壁岩石自身的透水性，当井内部的水压力小于外部的水压力时，井外的水能通过岩石的孔隙渗透进入井内，使得水压达到一定的平衡，从而影响岩石的力学特性。因此常规的试件不能够全面地测量岩石在三向受力状态下的立井井壁的强度特性，在实际工程设计和计算中达不到更好的参考价值。

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、测量精确的内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置，包括试件系统、轴向加载系统、围压加载系统、水压加载系统和控制器，所述轴向加载系统包括加载轴、轴力传感器、壳体、三轴腔、承压板和底座，壳体底部通过承压板安装在底座上，壳体内形成三轴腔，所述三轴腔内充有水，所述试件系统位于三轴腔内底部中间，试件系统顶部设有加载轴，加载轴上设有轴力传感器，轴力传感器的信号输出端与控制器相连，所述围压加载系统与三轴腔连接，用于对试件系统加载围压；所述水压加载系统与三轴腔连接，用于对试件系统加载水压。

上述内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置，所述试件系统包括上垫板、下垫板、上螺丝、下螺丝、上带孔压盘、下带孔压盘、岩石试件，岩石试件中间开设竖向孔道，岩石试件下端通过下螺丝固定在下垫板上，下垫板安装在下带孔压盘上，下带孔压盘安装在下刚性压盘上，下刚性压盘安装在承压板中间的垫块上，所述岩石试件四周包裹外橡胶管，岩石试件内孔道的孔壁包裹内橡胶管，外橡胶管和胶管Ⅱ上均打有若干孔洞，岩石试件上端通过上螺丝固定在上垫板上，上垫板上端与上带孔压盘连接，上带孔压盘上端与上刚性压盘连接，上刚性压盘正对轴向加载系统的加载轴。

上述内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置，所述外橡胶管中央装有环向引伸计，外橡胶管一侧设有轴向引伸计，环向引伸计、轴向引伸计的信号输出端与控制器相连。

上述内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置，所述围压加载系统包括加载水箱、伺服电机、减速器、螺旋传动副、活塞，围压传感器，所述伺服电机的控制端与控制器相连，伺服电机的输出轴经减速器后连接螺旋传动副，螺旋传动副与加载水箱的活塞连接，加载水箱的出水端设有围压传感器，围压传感器的信号输出端与控制器相连；加载水箱的出水口通过管道Ⅰ与三轴腔连通，管道Ⅰ上设有阀门Ⅱ。

上述内外水压差孔道岩石试件的渗流试验装置，所述水压加载系统包括水压箱、稳压器，所述上垫板、下垫板、上螺丝、下螺丝中间均开孔，所述上带孔压盘中间设有一个7字型孔道Ⅰ，下带孔压盘中间设有一个7字型孔道Ⅱ，所述水压箱通过管道Ⅱ与上带孔压盘的7字型孔道Ⅰ一端连接，7字型孔道Ⅰ另一端通过上螺丝、上垫板开的孔与孔道上端口连通，所述孔道下端口通过下垫板、下螺丝开的孔与7字型孔道Ⅱ的一端相连，7字型孔道Ⅱ的另一端通过管道Ⅲ与稳压器相连。