[发明专利]一种破碎岩体渗流特性模拟装置、系统及方法

权利要求书

1.一种破碎岩体渗流特性模拟装置，其特征在于，包括机架(1)和控制器(34)，所述机架(1)上设置有若干激振器(16)，所述激振器(16)连接有干扰棒(11)；机架(1)内部设置有样品室(5)，所述样品室(5)内部设置有试样套筒(12)；所述试样套筒(12)内部设置有活塞(2)；所述活塞(2)的下方设置有上透水板(4)；所述上透水板(4)连接有进水口(3)，且上透水板(4)的下方设置有下透水板(8)；所述下透水板(8)上铺设有控温管路(7)，且通过出水口(9)与外部排水管(19)相连接；破碎岩样(6)置于试样套筒(12)中的上透水板(4)和下透水板(8)之间；所述干扰棒(11)的自由端依次穿过样品室(5)和试样套筒(12)，插置破碎岩样(6)中；样品室(5)的侧壁由内而外依次连接有导流风扇(15)、热电制冷片(14)和散热风扇(13)，导流风扇(15)、热电制冷片(14)和散热风扇(13)与温控管路(7)相连接，且与控制器(34)电连接或通讯连接；所述热电制冷片(14)还连接有加热制冷循环机(18)，所述加热制冷循环机(18)与控制器(34)相通讯连接或电连接。

2.根据权利要求1所述的破碎岩体渗流特性模拟装置，其特征在于，所述出水口(9)连接的排水管(19)上设置有流量计(22)。

3.根据权利要求1所述的破碎岩体渗流特性模拟装置，其特征在于，所述样品室(5)的内部还设置有温控器，所述温控器与热电制冷片(14)及控制器(34)相通讯连接或电连接。

4.根据权利要求1所述的破碎岩体渗流特性模拟装置，其特征在于，还包括底座(10)，所述底座(10)与样品室(5)固定连接，用于支撑和固定样品室(5)。

5.根据权利要求1所述的破碎岩体渗流特性模拟装置，其特征在于，所述样品室(5)内部还设置有温度传感器，所述温度传感器与控制器(34)相通讯连接或电连接。

6.根据权利要求1所述的破碎岩体渗流特性模拟装置，其特征在于，所述样品室(5)的外部套设有保温箱或保温层，用于对样品室(5)内的温度进行保温。

7.根据权利要求1-6任一项所述的破碎岩体渗流特性模拟装置，其特征在于，所述样品室(5)包括导热内筒壁、岩筒夹层和绝热外筒壁，所述导热内筒、岩筒夹层和绝热外筒自内而外依次设置。

8.一种破碎岩体渗流特性测试系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的破碎岩体渗流特性模拟装置(17)和清水箱(23)；所述清水箱(23)通过管道与破碎岩体渗流特性模拟装置(17)的进水口(3)相连接，且与进水口(3)之间依次设置有水泵(24)、第一高压阀(25)和第二高压阀(27)；所述第一高压阀(25)与第二高压阀(27)之间通过支路管道依次连接有第三高压阀(26)和双作用液压缸(28)，所述双作用液压缸(28)上设置有液体温度加热装置，且连接有伺服模块；所述液压缸(28)、液体温度加热装置及伺服模块与控制器(34)电连接或通讯连接。

9.根据权利要求8所述的破碎岩体渗流特性测试系统，其特征在于，所述双作用液压缸(28)上还设置有液体温度控制装置，所述液体温度控制装置与控制器(34)及液体温度加热装置相通讯连接或电连接。

10.一种利用上述权利要求8或9所述测试系统的破碎岩体渗流特性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

将破碎岩样(6)放入试样套筒(17)内的上透水板(4)和下透水板(8)之间，并使活塞(2)下压，对试样套筒(17)进行密封；

打开第一高压阀(25)和第三高压阀(26)，关闭第二高压阀(27)，利用水泵(24)将清水箱(23)内的渗液泵至双作用液压缸(28)；

调节双作用液压缸(28)的压力，模拟破碎岩石试样所需的周围压力；

双作用液压缸(28)的压力稳定后，对双作用液压缸(28)内渗液进行加热，使其温度稳定在破碎岩石试样所需渗液温度；

关闭第一高压阀门(25)，打开第二高压阀门(27)，将双作用液压缸(28)内的渗液经由进水口(3)引入试样套筒(12)内部，对破碎岩石试样进行渗流场模拟；

利用控制器(34)控制导流风扇(15)、散热风扇(13)和热电制冷片(14)，对样品室(5)内的温度进行调节，对破碎岩石试样进行温度场模拟；

启动激振器(16)，控制干扰棒(12)的震动频率，对试样套筒(12)内部的破碎岩样(6)进行应力扰动模拟；

通过对破碎岩石试样进行渗流场模拟、温度场模拟和应力扰动模拟，得到破碎岩石的渗流特性的变化规律。