[实用新型]采用气钢瓶注入化学溶液的岩石渗流试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用气钢瓶注入化学溶液的岩石渗流试验装置，属于实验装备领域。

背景技术

自20世纪80年代以来，水利水电、地热开发及石油、天然气开采和地下储存等工程建设呈现出前所未有的发展势头，同时，也出现了一些更具挑战性的特殊工程（如放射性废物地质处置、二氧化碳地中隔离等）。出于这些重大岩土工程设计、建设及其对环境影响评价的需要，岩土介质中的渗流问题越来越受到人们的关注。目前，关于岩土介质中渗流问题的研究已经成为国际岩土力学和工程领域的热点和最前沿的课题。人们通常采用围压室钢筒在试样两个端部注入化学溶液，在试样内部形成渗透压差，使化学溶液在试样内部流动并与岩土介质发生化学反应，获得化学溶液作用下岩土介质力学、渗透率和孔隙率等特性的演化规律。

然而，目前的试验技术存在如下问题：目前大部分试验设备多采用液压站提供压力源，驱动活塞向试样内部注入化学溶液，然而在液压站工作发热量大，且需要消耗大量的电能和冷却水，不适宜长期工作，而且由于液压油的不可压缩性，在渗流试验中如若试样发生微小变形，试样内部的渗透压差就会发生巨大变化，从而造成测试不准确。

实用新型内容

针对现有试验技术存在的上述问题，本实用新型的目的是在于提供了一种采用气钢瓶注入化学溶液的岩石渗流试验装置，该装置解决了目前液压站不适合长时间工作的问题，并且使得渗流试验测试内容更加准确。

本发明的采用气钢瓶注入化学溶液的岩石渗流试验装置，包括围压室和测试室。

所述的围压室包括围压缸底座、围压室缸筒和围压缸顶盖，所述的围压缸底座、围压室缸筒和围压缸顶盖通过顶部螺杆固定并密封；

所述的测试室位于所述围压室缸筒内，测试室向下与围压缸底座接触，向上通过上压头与围压缸顶盖接触；所述的测试室包括用于盛放化学耦合物的橡胶套，橡胶套向上通过上透水垫板和上卡箍与上压头固定，向下通过下透水垫板和下卡箍与围压缸底座固定；

还包括渗透稳压部分，所述的渗透稳压部分包括混合液容器，所述的混合液容器内带有活塞，将混合液容器分为上下两个空间，所述的混合液容器下接口采用高压管与围压缸底座上的渗透压管路接口连接，所述的渗透压管路接口连接下透水垫板，所述的上透水垫板连接渗透压管路出口，所述的渗透压管路出口位于轴压缸顶盖上；

所述混合液容器的上接口通过增压泵与气钢瓶连接，同时所述混合液容器的上接口通过压力传感器与信号采集反馈处理器与增压泵连通，所述信号采集反馈处理器与数据采集处理装置连接。

在上述技术方案中，所述的围压缸底座为三层的圆台形结构。

在上述技术方案中，测试室内的化学耦合物可使用下列的组份：HCl溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、H₂CO₃溶液和NH₄NO₃溶液。

在上述技术方案中，所述顶部螺杆有6至16个，均匀间隔布置在围压缸顶盖上。

本发明采用气钢瓶注入化学溶液的岩石渗流试验装置，精确控制渗透压，能够为渗透试验长期提供压力源，解决了目前液压站不适合长时间工作的问题，测试数据合理、准确。

附图说明

图1为本装置的结构示意图；

其中： 10、装置框架；20、围压室缸筒；21、围压缸底座；22、围压缸顶盖；23、顶部螺杆；24、橡胶套；25、上透水垫板；26、下透水垫板；27、上压头；28、上卡箍；29、下卡箍；30、围压管路接口；31、渗透压管路接口；32、渗透压管路出口；33、混合液容器；34、增压泵；35、压力传感器；36、信号采集反馈处理器；40、气钢瓶；50、数据采集处理装置。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：本发明采用气钢瓶注入化学溶液的岩石渗流试验装置，包括围压室和测试室。

所述的围压室包括围压室缸筒20、围压缸底座21和围压缸顶盖22，所述的围压室缸筒20、围压缸底座21和围压缸顶盖22通过顶部螺杆23固定并密封。

所述的测试室位于所述围压室缸筒20内，有上压头27位于测试室和围压缸顶盖22之间。所述围压室和测试室置于装置框架10之内。