[发明专利]一种采动断裂岩体裂隙动态闭合渗流模拟试验装置及方法

摘要

一种采动断裂岩体裂隙动态闭合渗流模拟试验装置，采用三维侧向约束轴向加载体系，模拟采动裂隙恢复应力场，结合设计研制的断裂岩体贯通裂隙模型，实现了贯通裂隙岩体应力作用下大渗流量的流耦合试验；断裂岩体贯通裂隙试样实现了对断裂岩体不规则铰接程度的定量化研究；实现了裂隙开度、渗流量的同步监测；裂隙试样上下端面设置软弱层，实现了对垮落带破碎岩体的压缩变形模拟；测试系统能够实现不同开度、倾角、连接程度裂隙的加载裂隙开度闭合过程的渗流模拟试验；能有效认识和揭示采动岩体应力恢复作用下不同结构特征裂隙岩体的结构演化、裂隙闭合及阻隔水能力恢复特性，将会为深入研究“保水采煤”地下水渗流系统恢复机理及“残煤复采”涉及的已有扰动断裂岩体的渗透性特性提供理论基础。

主权项

1.一种采动断裂岩体裂隙动态闭合渗流模拟试验装置，其特征在于：包括渗流测试实验罐体和裂隙开度测试实验罐体；所述渗流测试实验罐体和裂隙开度测试实验罐体内设断裂岩体裂隙试样，断裂岩体裂隙试样内设上下贯通倾斜裂隙，在裂隙上盘下段及下盘上段均设软弱层，裂隙与试样侧边之间依次设有完整块体和密封凹槽；试样上下两端分别设上、下裂隙保护板，裂隙保护板上设与裂隙重合的通槽；上、下裂隙保护板外设上、下渗透加压板，渗透加压板密设渗流孔，在与裂隙保护板接触面设多个相互连通集水凹槽，其中一集水凹槽与裂隙保护板通槽重合；上、下渗透加压板分别与垂直荷载加载系统、荷载传递监测系统连接；在上、下渗透加压板外侧设罐体上、下密封盖，上密封盖设置出水口，下密封盖内设进水口；试样与罐体侧壁间设置活动侧压板及侧压传感器，活动侧压板相互间密封连接；对于渗流测试实验罐体，进水口、出水口分别与渗流加压系统和渗流测试系统连接；对于裂隙开度测试实验罐体，裂隙保护板与渗透加压板间设置带有导水连接管的密封膜，导水连接管一端对准裂隙保护板通槽，另一端通过渗透加压板渗流孔，上、下密封盖出、进水口引出，并与裂隙开度体积测试管连接。