[发明专利]复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试方法及测试装置

权利要求书

1.一种复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制作岩土材料的圆柱体试样，测量记录试样尺寸；

(2)将试样放置于压力室中，封闭压力室；

(3)通过伺服控制油泵对压力室加载围压至目标值；

(4)保持围压不变，通过伺服控制水泵多级加载渗压，每级渗压加载稳定后，随时间变化记录渗透通过试样的水流量、试样的轴向变形及环向变形，确定每级渗压下试样的渗透系数、轴向应变、环向应变变化情况，获得同一围压不同渗压下试样的渗透变形变化规律；

(5)重复步骤(3)和(4)，伺服控制加载不同的围压和渗压，获得复杂应力状态下岩土材料的渗透变形变化规律。

2.根据权利要求1所述的复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试方法，其特征在于，步骤(4)中，某一渗压P下，岩土材料试样在t时段内的渗透系数k根据下式确定：

式中，Q为该级渗压加载稳定后t时段内渗透通过试样的水流量，A为试样的横截面积，h为试样的高度。

3.根据权利要求1所述的复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试方法，其特征在于，步骤(4)中，某一渗压下，岩土材料试样在某一时刻的轴向应变ε1和环向应变ε3分别为：

其中，X1为试样在该时刻的轴向变形量，L1、L2、L3分别为该时刻试样上部、中部及下部的环向变形量。

4.一种复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试装置，其特征在于，包括压力室以及分别与压力室连通的围压伺服加载系统和渗压伺服加载系统，所述压力室包括压力室顶盖、顶部压头和压力室底板，且压力室内放置试样，该试样固定在顶部压头与压力室底板之间；所述顶部压头上固设有轴向应变计、且轴向应变计下端与压力室底板固定，试样上部、中部和下部分别安装有环向应变计。

5.根据权利要求4所述的复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试装置，其特征在于，所述试样外部包裹有橡胶套，环向应变计套设在橡胶套上部、中部和下部。

6.根据权利要求4所述的复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试装置，其特征在于，所述试样两端设有透水石。

7.根据权利要求4所述的复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试装置，其特征在于，所述渗压伺服加载系统包括伺服控制水泵和水箱，伺服控制水泵通过进水管道与试样顶部连接，且进水管道上设有用于监测显示渗透压力的第一压力计和用于测量进水量的进水口流量计；试样底部设有出水管道，该出水管道上设有用于测量渗透通过试样的水流量的出水口流量计。

8.根据权利要求4所述的复杂应力状态下岩土材料渗透变形测试装置，其特征在于，所述围压伺服加载系统包括伺服控制油泵和油箱，伺服控制油泵通过进油管道与压力室连通，且进油管道上设有用于监测显示围压的第二压力计。