[发明专利]一种地质模型试验涌出物测试装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种地质模型试验涌出物测试装置及使用方法，其主要由进口管、连接件、竖向出口管、横向出口管、流量计、隔片及阀门组成，连接件为三通的形式，进口管的右端与连接件的左端开口相连接，竖向出口管的顶端与连接件的下端开口相连接，流量计的左端与连接件的右端相连接，流量计右端与横向出口管相连接；隔片设置于连接件中，阀门安装于竖向出口管上。本发明可以对隧道及地下工程突水突泥模型试验灾害涌出物进行采集，可以实时反映地下水及涌出物的变化规律，能够对岩土体孔隙率随时间的变化情况进行计算，为相关理论研究提供准确的基础数据。

技术领域

本发明涉及一种地质模型试验涌出物测试装置及使用方法，提出了一种快速测试涌出物速度、流量的装置，尤其适用于对断层破碎带隧道突水突泥模型试验岩体孔隙率变化的获取。

背景技术

随着越来越多的隧道穿越不良地质体，隧道修建过程中经常发生突水突泥灾害，地质模型试验是一种有效的研究手段，研究灾害的发生需要对隧道开挖过程中岩体的孔隙率变化情况进行监测，即需要对试验过程中的固体颗粒及地下水的涌出速度、流量进行监测。但是目前，对于此类装置均存在很大的不足之处，进行模型试验时对该数据的采集使用的是精度极低的收集装置及测试方法，且这些方法由于在收集过程中会发生涌出物外漏现象，导致收集数据的错误。精确的数据可以使试验结果更好的服务于理论研究，能更好揭示突水突泥灾变机理。因此，在灾害模拟过程中，对涌出物信息精确、快速的获取成为了一个必须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供了一种地质模型试验涌出物测试装置及使用方法，从而获得岩体孔隙率的变化情况，其可以实现对涌出物信息快速、准确的采集，提高试验结果准确度。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种地质模型试验涌出物测试装置，其特征在于：其主要由进口管、连接件、竖向出口管、横向出口管、流量计、隔片及阀门组成，所述连接件为三通的形式，所述进口管的右端与连接件的左端开口相连接，所述竖向出口管的顶端与连接件的下端开口相连接，所述流量计的左端与连接件的右端相连接，流量计右端与横向出口管相连接；所述隔片设置于连接件中，所述阀门安装于竖向出口管上。

优选的，所述进口管、竖向出口管和横向出口管均由钢制材料制成，所述隔片由塑料材料制成。

优选的，所述进口管和横向出口管的截面均为矩形。

在上述技术方案基础上，所述进口管左侧通过第一螺栓与模型试验架紧固连接，右侧为插槽状与连接件的左端可拆卸连接。

在上述技术方案基础上，所述连接件右侧为法兰盘，所述法兰盘与流量计通过第二螺栓相连接，所述连接件下端部具有螺纹，与竖向出口管螺纹连接。

在上述技术方案基础上，所述隔片与连接件内径尺寸相配适，所述隔片的左右两侧均设置有弹簧，所述连接件内壁面上固定安装隔片底座，所述隔片的顶部与隔片底座相铰接，所述弹簧一端与隔片相连接，另一端与隔片底座或连接件的内壁面相连接；所述隔片打开或关闭连接件至横向出口管的通路。当涌出物对其施加的侧向压力超过一定值后，隔片即发生倾倒，当压力消失后，隔片在弹簧拉力下自行恢复原位。

在上述技术方案基础上，竖向出口管底部设置有用于测量涌出物体积的下部量筒。当涌出物流量较小时，其通过竖向出口管进入下部量筒，下部量筒测量涌出物体积。

在上述技术方案基础上，所述横向出口管的右侧接入储物池。

一种地质模型试验涌出物测试装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在模型试验架隧道洞口焊接4-6个第一螺栓，进口管一端为法兰盘使用螺母将其与模型试验架紧固连接，所述进口管右端为插槽形式；

2)连接件施作：所述连接件为三通形式，左端与进口管相连接，右端为法兰盘与流量计相连接，下端为螺丝形式与竖向出口管相连接；