[发明专利]动荷载扰动过程岩石渗透率测试方法及其测试系统

说明书

本发明提供一种动荷载扰动过程岩石渗透率测试方法及其测试系统，属于岩土工程技术领域。该动荷载扰动过程岩石渗透率测试方法包括：选取试样、饱和试样、施加围压、施加动荷载、施加液体压力、计算渗透率。该测试系统包括围压室、围压加载装置、动力加载装置和孔压加载装置，围压室中空。围压加载装置与围压室连接，动力加载装置与围压室抵接，动力加载装置用于沿岩石试样的轴向对岩石试样施加动荷载。孔压加载装置包括管道和液压泵，管道分别与液压泵和围压室连通，液压泵用于向石块试样的端部泵送液体。本发明改善了现有技术中岩石试样所受应力状态单一，不能反映动荷载和水压力共同作用下地下工程安全性的技术问题。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体而言，涉及一种动荷载扰动过程岩石渗透率测试方法及其测试系统。

背景技术

随着我国经济的高速发展，交通、水利水电等领域的地下工程建设得到空前发展，地下工程在运营过程中遇到的地形地质条件日趋复杂，所面临的工程灾害问题也越来越具有挑战性，其中地下水的威胁尤为突出，地下水会破坏地下工程的稳定性，为了准确评价地下水对地下工程的影响，有必要测得地下岩石的渗透率。

在地下工程运营阶段，地下岩石经常受到周期性的动荷载的扰动，如隧道、地铁在运营过程中受到的交通荷载的循环扰动。动荷载长期存在于地下工程运营阶段，岩石在动荷载长期作用下的渗透特性一定程度上反映了岩石的变形和破坏规律。动荷载作用下岩石的渗透率与静态荷载作用下岩石的渗透率有显著区别。因此，测得动荷载扰动过程中岩石的渗透率对于评价地下工程的长期稳定性具有重要意义。

而现有的测试岩石渗透率的方法均是在静力加载条件下进行的，即通过模拟岩石试样在地下工程中的应力状态，并待该应力状态稳定后，测试岩石在该应力状态下的渗透率。可以看出，现有的测试岩石渗透率的方法得到的渗透率不能准确评价地下工程的长期稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动荷载扰动过程岩石渗透率测试方法及其测试系统，以解决现有技术中岩石试样所受应力状态单一，不能反映动荷载和水压力共同作用下地下工程安全性的技术问题。本发明提供一种动荷载扰动过程岩石渗透率测试方法，包括：

选取试样：筛选出合格的岩石试样；

饱和试样：将岩石试样浸水，以使岩石试样饱和；

施加围压：沿岩石试样的环向，对岩石试样施加试验所需围压；

施加动荷载：沿岩石试样的轴向，对岩石试样施加试验所需动荷载；

施加液体压力：沿岩石试样的轴向，向岩石试样的其中一端输送液体，以使岩石试样其中一端受到液体压力，并使岩石试样两端的液体压力差等于试验所需渗透压力；

计算渗透率：在施加动荷载和施加液体压力的同时，测出流向岩石试样其中一端液体的流量，基于流量，采用达西定律计算岩石试样的渗透率。

进一步的，还包括在施加动荷载步骤之前进行的步骤：

施加轴向静压力：在施加动荷载步骤之前，沿岩石试样的轴向，对岩石试样施加试验所需轴向静压力。

进一步的，还包括在饱和试样步骤后进行的步骤：

强制饱和：在饱和试样步骤后，沿岩石试样的环向，对岩石试样施加压力，以及沿岩石试样的轴向，对岩石试样的端部施加渗透压，以强制饱和试样。

本发明提供一种动荷载扰动过程岩石渗透率测试系统，包括围压室、围压加载装置、动力加载装置和孔压加载装置；

围压室中空，围压室用于盛放岩石试样；

围压加载装置与围压室连接，围压加载装置用于沿围压室的环向，通过围压室对岩石试样施加围压；