[发明专利]裂隙断层型地质构造内部充填介质渗透失稳突水实验装置与方法

权利要求书

1.裂隙断层型地质构造内部充填介质渗透失稳突水实验装置，其特征在于，包括：

渗透实验系统：包括设于渗透室内的试验样本，渗透室设有水流通道，水流通道与颗粒采集系统连接以采集水溢流过程中试验样本流失的颗粒；所述渗透室由穿孔板、第一滤网、试验样本、第二滤网和底座组成，所述第二滤网放置在底座上，所述试验样本分层均匀铺设在第二滤网上，所述第一滤网放置在试验样本上，所述穿孔板放置于第一滤网上；所述试验样本前、后、左、右四面分别铺设一层塑胶膜；

用于固定渗透实验系统的试验台架；所述试验台架包括用于固定所述渗透室的夹具，所述夹具可旋转固定于试验台架的基架上；

轴压加载系统：包括用于向渗透实验系统中试验样本施加具有设定强度荷载的荷载动力源；所述轴压加载系统的荷载动力源与荷载传递梁连接，荷载传递梁通过荷载传递柱与所述的渗透室连接；

水压加载系统：包括用于向渗透实验系统中试验样本施加具有设定压力水源的压力水箱，且该水源的压力可调；

信息监测系统：包括用于监测上述所述水源或上述荷载的压力传感器以及试样样本在试验过程中位移变化的位移传感器，以上所述的传感器与数据采集系统连接；

所述的数据采集系统包括与所述水流通道连通的分离器，分离器的一端与颗粒采集器连接；所述的信息监测系统包括与所述分离器连通的溢流器，溢流器设于收集器内，收集器放置于称重装置上，溢流器和收集器内分别放有一个浊度计。

2.如权利要求1所述的渗透失稳突水实验装置，其特征在于，所述称重装置与所述的数据采集系统相连。

3.如权利要求1所述的渗透失稳突水实验装置，其特征在于，所述水压加载系统包括压力水箱，压力水箱通过导水管与水量观测器连接，水量观测器通过进水管连接到所述的渗透室。

4.如权利要求3所述的渗透失稳突水实验装置，其特征在于，一个所述压力传感器设于所述的进水管，一个所述的压力传感器设于荷载动力源上，所述的位移传感器设于荷载传递梁上。

5.如权利要求4所述的渗透失稳突水实验装置，其特征在于，所述渗透室至少一侧壁安装有透明或半透明的玻璃板。

6.如权利要求3所述的渗透失稳突水实验装置，其特征在于，在渗透室内部进水管与水流通道所在面各自设有滤网。

7.如权利要求1-6中任一项所述的渗透失稳突水实验装置的实验方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)向渗透室内注入水源，使试验样本逐渐处于饱和状态；

2)通过轴压加载系统向试验样本提供稳定的设定的压力值；

3)通过水压加载系统向试验样本提供稳定的设定的初始水压P₀，此时，试验样本因进水与水流通道处产生水压差，试验样本内部发生渗流，水通过水流通道流出；

4)步骤3)运行设定时间后，将水压加载系统提供的初始水压P₀调整至第二指定值P₁，更换数据采集系统中的颗粒采集器并重新安装新的颗粒采集器；

5)装置在第二指定值P₁下运行设定时间，将水压加载系统提供的水压按照P₂、……，P_n的方式进行调整并分别运行，P_n为实验指定最大值，收集每次流失的颗粒并结合浊度计监测数据进行分析。