[发明专利]一种节理岩石透水性检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩石性能检测技术领域，特别是涉及一种节理岩石透水性检测方法。

背景技术

在矿山、油田开采以及边坡检测等技术领域中，都需要对自然节理岩石的膨胀性与渗透性做出较准确地检测。目前，对自然节理岩石的膨胀性与渗透性进行检测时，大多采用以下两种试验方法进行检测，即人工岩石节理试验方法和分次单独试验方法。这两种节理岩石实验试验方法，在检测方法的设计、检测方法的结构上均存在着一些明显不合理的地方，严重影响试验检测的过程及其结果，降低了实验分析的可靠性，拉大了实验与实际的差距。例如采用人工节理试验方法进行检测时，首先必须采用相似材料模拟节理和岩芯并进行人工切割节理，再采用粘合剂胶合模仿节理，该试验方法由于从一开始就拉大了试验节理与自然节理之间的距离，降低了理论检测结果的实际意义，其检测结果不能满足施工要求。而分次单独试验方法，虽然其试验结果有足够的可靠性，但由于自然界中很难找到两块完全一致的试件，从而影响独立试验结果对自然节理性质的检测质量，达不到对自然节理岩石膨胀与渗透性检测的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种节理岩石透水性检测方法，该方法步骤简单，操作简便且适用范围广，能准确检测自然节理膨胀和渗透性的相关参数而且检测精度高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种节理岩石透水性检测方法，包括以下步骤：

(a)制作自然节理岩石试件：钻取自然节理岩石岩芯并按剪切机8机芯尺寸制作自然节理岩石试件；

(b)将试件置于包括上剪切盒15和下剪切盒16的剪切盒1内腔中的剪切机8机芯内部，由控制系统4控制加载系统3通过加载台从外部作用于剪切盒1，给试件施加正应力与剪应力，并控制液压系统7给试件提供检测所需的液压环境，最终给试件提供一个模拟节理岩石天然裂隙含水和液压应力状态的检测环境；

(c)由控制系统4启动检测系统5检测并收集初始状态下试件所受的应力、试件的位移以及试件外围液体的流量、进水压与出水压数值，检测系统5同时向控制系统4反馈检测并收集到的相关数据；

(d)按试件的采动裂隙动作情况，由控制系统4控制加载系统3、检测系统5与液压系统7动作，检测系统5实时检测并收集试件的裂隙变形以及应力、流量、水压的动变化数据，同时将检测数据同步反馈给控制系统4并显示检测数据结果；

(e)控制系统4分析并处理检测数据结果，并按处理后得出的应力变形曲线、应力渗流曲线、渗流量变形曲线与膨胀渗流曲线，分析计算试件的膨胀性和渗透性相关参数；

在整个检测过程中，由平衡系统6控制试件所处的检测装置始终保持整体结构平衡，检测系统5实时向控制系统4反馈其检测到的与剪切盒1相连接的平衡系统6的平衡状态信号，由控制系统4相应控制调整加载系统3对剪切盒1施加的正应力与剪应力，以保持平衡系统6平衡。

作为本发明的一种优选方案，步骤(a)中所述制作的自然节理岩石试件形状为长方体或圆柱体。

步骤(a)中制作的所述自然节理岩石试件为100mm×200mm的长方体或底面的直径为50mm、长为100mm的圆柱体。

作为本发明的另一种优选方案，步骤(b)中所述给试件施加正应力与剪应力时，首先应将试件放置在剪切机8的机芯内部，再将剪切机8放置在剪切盒1的内部空腔中；其次控制加载系统3通过加载台对剪切盒1施加正应力与剪应力；之后控制与剪切机8机芯内部相通的液压系统7给试件提供排水与不排水的液压环境。

作为本发明的又一种优选方案，所述加载台为门式加载台2，加载系统3通过传力板进行分配载荷，门式加载台2和剪切盒1控制剪切机8运行，使剪切机8始终处于剪切盒1内部的载荷中心交点。

作为本发明的进一步优选方案，所述液压系统7包括进液系统9、回液系统10与辅助回液系统11，回液系统10与辅助回液系统11分别与进液系统9相连通。

作为本发明的更进一步优选方案，所述检测系统5包括监测器12、收集瓶13与储存器14，其中监测器12与剪切机8机芯内部相接，回液系统10与收集瓶13相接，辅助回液系统11依次与储存器14、进液系统9相通，监测器12与收集瓶13分别向控制系统4反馈监测、收集的信号。

作为本发明的再一种优选方案，所述监测器12为力传感器、位移传感器和流量传感器，对试件所受的应力、试件的位移、平衡系统6的平衡状态以及试件外围液体的流量、进水压、出水压进行检测。