[实用新型]裂隙岩体渗透性测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种裂隙岩体渗透性测试装置。适用于地下工程领域，尤其是高地应力、岩溶水发育地区的地下工程。

背景技术

大量工程实践及科学研究也表明，岩体渗透对大坝、边坡、地下洞室的稳定性影响巨大，是岩土工程失事的主要诱发原因之一。据不完全统计，90％以上的岩质边坡破坏与地下水渗透力作用有关；60％的矿井事故与地下水作用有关；30％～40％的水利水电工程大坝失事是由渗流作用引起的。因此，渗透稳定直接决定了工程的经济性、安全性和可靠性，是地下工程建设中必然面临且必须解决的核心问题。特别是随着工程埋深的不断增加，深部岩体所处的地质环境具有高地应力、高水压力等特点，裂隙岩体在两者的联合作用下，极易发生突水灾害，对工程安全造成极大影响。

由于漫长的地质作用，大自然中的岩体包含各种缺陷，如孔隙、裂纹、节理等，其内充填有水或其它介质。随着埋深的增加，充填在裂隙中的水表现出一定的压力，即渗透水压，直接影响到岩体的物理力学行为。当地下工程开挖卸荷时，会导致周边围岩中的原生裂隙出现启裂和扩展，不仅会引起岩石力学特性的劣化，也会引起其内部渗透性的变化，给水的流动提供渗透路径，造成内水外渗，对周边环境和工程本身都将造成巨大影响；对核废料处置工程，为放射性核素提供潜在的迁移通道，影响工程稳定性和安全性。

目前对于岩石渗透性的测试方法很多，相应的理论及成果也较为丰富，但是主要集中在完整岩石的渗透性测试上。在实际工程中，很难遇到完整岩石，大多发育有裂隙，这些裂隙的存在加大了岩石的渗透性，并直接影响到工程的安全运行。因此，有必要开展对于裂隙岩体的渗透性测试，研究含裂隙岩体渗透性与渗透水压的耦合关系，揭示裂隙岩体在不同应力状态下裂隙的扩展状态和导水特性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、制作方便的裂隙岩体渗透性测试装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种裂隙岩体渗透性测试装置，其特征在于：具有岩石试样，岩石试样周围布置密封垫，该岩石试样上部和下部均设有透水板，所述岩石试样内预制有裂隙，岩石试样上钻设有小直径注水孔，注水孔从岩石试样顶面至其内部的裂隙；在岩石试样周边布置有1～2个声发射探头。

所述岩石试样为正方体，尺寸为100mm×50mm×50mm。

所述岩石试样内部的裂隙宽度为1～2mm，单条裂隙长度小于等于20mm。

所述裂隙采用压刀在岩样上刻化出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过人工预制裂隙，测试裂隙对岩体渗透性的影响，结合声发射测试对裂隙的扩展状态进行准确判断。通过本实用新型可有效测试不同阶段裂隙对岩体渗透性的影响，揭示不同应力条件下裂隙扩展与渗透性变化的相互影响机制，为裂隙扩展导致岩体力学特性劣化定量评价和现场渗透方案的制定提供技术支持。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例为一种裂隙岩体渗透性测试装置，具有用于测试的岩石试样3，岩石试样3为正方体，尺寸为100mm×50mm×50mm。为了模拟裂隙4岩体内的裂隙4扩展，需要在采集的岩石试样3内预制裂隙4。本例采用压刀在岩样上刻化出宽度为1～2mm的裂隙4，单条裂隙4长度不超过20mm，倾角可以根据现场实际情况来确定。

在岩石试样3上钻取小直径注水孔2，注水孔2从岩石试样3顶面延伸至岩石试样3内的裂隙4。在试验过程中，同时施加荷载和渗透水压，保证注水时能够对裂隙4的扩展产生影响，测得裂隙4存在对岩石渗透性的影响。

在岩石试样3上部和下部设置透水板1，在岩石试样3周边布置密封垫5，并在上部压头中间开一个小孔，便于注水。

本实施例中为了保证对岩石试样3内部裂隙4扩展过程的准确监测，在岩石试样3周边布置1～2个声发射探头。

本实施例的具体测试流程如下：

将岩石试样3抽真空饱和，并将岩石试样3、密封垫5及透水板1共同至于加载设备上；

在岩石试样3上端和下端分别施加不同的渗透压力，形成渗透压力差，并在整个试验过程中保持不变；

通过注水孔2给岩石试样3内的裂隙4充水，将裂隙4中的空气排出；

在加载过程中设置不同的围压，例如0MPa、5MPa、10MPa、15MPa等。根据拟定的加载方案，轴向荷载加载至既定水平，渗透水压控制在1～2MPa，测定渗透率。