[发明专利]一种确定岩石渗流突变点的方法

说明书

本发明公开了一种确定岩石渗流突变点的方法，具体步骤如下：(1)用热缩膜镶套制作好的岩石试件，并用热吹风使热缩膜与岩石试件紧密接触；(2)将具有水压增压系统的进出水管安装在岩石试件的上下端面，确保孔压开始能平衡的施加，并放入三轴室；(3)安装好轴向和径向引伸计，并置于三轴室圆形底座上，封闭三轴室；(4)待所有准备工作就绪后，向三轴室内充油，充油完毕，通过电脑控制系统输入试验所需围压、轴压和孔隙水压力。本发明不仅可以较好地反映岩石渗流的变化规律，而且能够揭示渗流突变发生的时点，对于研究深部岩体的流变特性和实际工程应用具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体是一种确定岩石渗流突变点的方法。

背景技术

伴随着当今时代的发展，浅部煤炭资源已远远供应不上时代发展的潮流，大部分煤矿开采已接近千米，甚至更深，与此同时，地下深部岩体工程所面临的问题也愈加复杂化，工程灾害引起围岩变形过大导致失稳破坏的现象也日渐频发。这些由于深部开采引起的工程灾害不仅严重影响了资源开采的正常进行，同时浪费了人力财力，也严重威胁到了工程施工人员的生命安全。而深部工程岩体常常处于高温度场、高渗流场、高地应力以及高瓦斯等复杂地质条件下，这种复杂多变的环境使得煤炭资源的开采越来越困难。而岩体渗流的问题一直被人们所忽略，对于渗流突变发生的研究更是微不足道，这对于深部工程设计的长期稳定性与施工的安全性是不可回避的问题，同时也为工程施工提出了更为艰巨的任务与挑战。

岩石的渗透率在变形破坏过程中是不断变化着的，大量的文献研究了岩石受力状况对渗透率的影响，但很少有文献涉及到渗透率突变与岩石变形之间的变化规律，对岩石渗透机理也缺乏系统地研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从岩石变形入手，在岩石变形破坏过程中，对渗透率突变与变形之间的变化规律进行了分析研究，以确定岩石渗流突变点的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种确定岩石渗流突变点的方法，具体步骤如下：

(1)用热缩膜镶套制作好的岩石试件，并用热吹风使热缩膜与岩石试件紧密接触；

(2)将具有水压增压系统的进出水管安装在岩石试件的上下端面，确保孔压开始能平衡的施加，并放入三轴室；

(3)安装好轴向和径向引伸计，并置于三轴室圆形底座上，封闭三轴室；

(4)待所有准备工作就绪后，向三轴室内充油，充油完毕，通过电脑控制系统输入试验所需围压、轴压和孔隙水压力；

(5)先施加较小的轴压，达到预定值后再施加围压，待围压达到设定值后，再施加孔隙水压；当围压和孔隙水压力都达到预设值时，保持当前加载状态，直到出水口有少许水珠滴出；

(6)完成上述步骤后，开始施加轴向荷载进行三轴试验，并采集试验数据；

(7)结合试验数据并运用origin，确定渗透率突变点。

作为本发明进一步的方案：所述岩石试件的尺寸如下：获得直径50mm，高度100mm的标准圆柱装岩石试件，使试件的直径误差不超出0.3mm，两端面的不平行度最大不超过0.05mm且垂直于试件轴线，最大偏差不超过0.25°；利用热风机将热缩膜紧贴在岩石试件表面，确保密封性良好，避免在试验过程中试件进油以及试件破坏后岩石碎屑对油造成污染。

作为本发明进一步的方案：所述横向位移传感器与岩石试件底面保持水平，轴向位移传感器的接触点对称且水平，将安装好的岩石试件置于伺服试验机承压板中心固定好。