[发明专利]岩石裂隙可视化渗流开度测试的图像数值化实验装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种岩石裂隙可视化渗流开度测试的图像数值化实验装置，它包括底座，底座上表面设置有凸起的试验台，试验台上表面放置有长方体结构的模拟岩块，模拟岩块上表面与加压框配合；底座上表面还连接有垂直于底座的第一调节螺杆和第二调节螺杆；加压框两端均开设有螺纹孔，第一调节螺杆和第二调节螺杆穿过加压框表面的螺纹孔；加压框上表面连接有支架，支架上表面连接有高速摄像机，高速摄像机的镜头朝向正下方的模拟岩块。本发明可对岩石内部的裂缝渗流开度进行可视化的图像分析，并建立可视化开度数值化提取技术，可以很好适应实验室试验环境、利于操作以及提高检测结果的可靠度。

技术领域

本发明属于岩土工程裂隙研究技术领域，具体涉及一种岩石裂隙可视化渗流开度测试的图像数值化实验装置及使用方法。

背景技术

裂缝系统直接或间接的影响着岩石的渗流能力，岩体渗流特性的研究在地质工程应用中占有重要的地位，比如水利水电工程、石油工程和采矿工程等。对于存在裂缝的岩体，当裂缝中存在水的时候，水的压力会导致岩体逐渐失稳破坏；在宏观尺度上，渗流场的存在和改变是导致裂隙岩体工程失稳，甚至导致大规模地质灾害的重要原因之一，有鉴于此，本发明的目的是提供一种岩石裂隙渗流开度图像数值化获取方法，以便适应实验室试验环境、利于操作以及提高检测结果的可靠度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩石裂隙可视化渗流开度测试的图像数值化实验装置及使用方法，可对岩石内部的裂缝渗流开度进行可视化的图像分析。

为了实现上述的技术特征，本发明采用的技术方案是：一种岩石裂隙可视化渗流开度测试的图像数值化实验装置，它包括底座，底座上表面设置有凸起的试验台，试验台上表面放置有长方体结构的模拟岩块，模拟岩块上表面与加压框配合；底座上表面还连接有垂直于底座的第一调节螺杆和第二调节螺杆；加压框两端均开设有螺纹孔，第一调节螺杆和第二调节螺杆穿过加压框表面的螺纹孔；加压框上表面连接有支架，支架上表面连接有高速摄像机，高速摄像机两侧的支架上表面连接有光源；光源和高速摄像机的镜头均朝向正下方的模拟岩块。

优选的，模拟岩块为透明的块状体结构，模拟岩块的二分之一高度处设置有断面结构的裂隙，将模拟岩块分为上下两部分；裂隙处上下两部分的接触面由岩体样品倒模制成。

优选的，模拟岩块上表面设置有透明的长方形盖板，盖板的边长大于模拟岩体上表面的边长。

优选的，加压框为长方形的框架结构，加压框的外框与盖板形状大小相同，内框与模拟岩体上表面的形状大小相同。

优选的，裂隙一侧开设有进水孔，另一侧开设有出水孔；进水孔一侧与水管连接。

优选的，水管另一端与水箱连接，水箱内的水中设置有质量相等的红、绿、蓝三种颜色的高分子颜料。

优选的，水管上依次连接有增压泵、稳压阀和压力表。

优选的，高速摄像机与计算机连接。

优选的，岩石裂隙可视化渗流开度测试的图像数值化实验装置的使用方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1，选取真实的岩石样品，将样品切割成长方体试样，长方体的尺寸根据实验需求确定；然后将长方体试样从中间高度处剪切劈裂破坏成两部分，两部分的接触面为粗糙的裂隙面；

S2，利用硅胶翻模对长方体试样的裂隙面进行复刻，制成硅胶模具；

S3，取用透明的环氧树脂，环氧树脂内加入AB胶，按照环氧树脂：AB胶为3:1的质量比例混合搅拌2分钟，然后倒入刻有翻模裂隙面的硅胶模具中，等待环氧树脂硬化，得到两块具有相互嵌合的裂隙面的分体结构，将两块分体结构的裂隙面拼合，组成试验用的模拟岩块，并在模拟岩块的裂隙位置两侧分别开设进水孔与出水孔；