[发明专利]热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置及方法

权利要求书

1.热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，包括用于对岩石试件施加真三轴载荷的真三轴应力加载系统以及对所述岩石试件施加热冲击载荷的热冲击发生机构，所述真三轴应力加载系统包括上加载头、下加载头、前加载头、后加载头、左加载头和右加载头，其特征在于：

所述上加载头、后加载头和右加载头的加载端面上均切割有纵横交错的入渗导槽，内部均设置与所述入渗导槽连通的进液流道；

所述下加载头、前加载头和左加载头的加载端面上均切割有纵横交错的集液导槽，内部均设置与所述集液导槽连通的回液流道，所述进液流道和回液流道均与高压渗流加载机构连接；

所述左加载头的中央开有贯通孔，所述贯通孔中滑动设有对岩石试件施加冲击载荷的扰动入射杆，所述扰动入射杆与动力冲击加载系统连接。

2.根据权利要求1所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述贯通孔远离所述岩石试件的一侧上设有滑槽，所述扰动入射杆上设有与所述滑槽相配合的凸台，所述滑槽的延伸方向与所述扰动入射杆的滑动方向平行；

所述左加载头对所述岩石试件加载时，所述凸台与所述滑槽的左端相抵接，并且所述扰动入射杆与所述左加载头的加载端面平齐。

3.根据权利要求1所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述岩石试件被柔性套体包裹，所述柔性套体上设有与所述扰动入射杆位置对应的避让孔，且各个端面上均布有渗流孔。

4.根据权利要求1所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述岩石试件的各个拐角被胶套架包裹，所述胶套架与上加载头、下加载头、前加载头、后加载头、左加载头和右加载头共同围成与所述岩石试件适配且封闭的渗透加载室。

5.根据权利要求4所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述胶套架、上加载头、下加载头、前加载头、后加载头、左加载头和右加载头设置于中空刚性框架内，所述中空刚性框架内设有紧压所述胶套架的顶紧机构。

6.根据权利要求1-5任一项所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述热冲击发生机构包括加热容器、热液循环泵、冷凝容器和冷液循环泵；

所述真三轴应力加载系统的至少一个加载头中设有冷流通道和热流通道，所述加热容器、热液循环泵和热流通道顺次连接构成加热循环回路，所述冷凝容器、冷液循环泵和冷流通道顺次连接构成冷却循环回路，所述加热容器内注有热媒介质，所述冷凝容器内注有冷媒介质。

7.根据权利要求6所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述上加载头、下加载头、前加载头和后加载头上均设有所述冷流通道和热流通道。

8.根据权利要求1-5任一项所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述高压渗流加载机构包括液测加压机构和气测加压机构；

所述液测加压机构包括水箱、高压平流泵和中间容器，所述中间容器通过活塞分隔为前容腔与后容腔，所述水箱、高压平流泵和前容腔通过管道依次连接，所述后容腔上设置有渗流液注入口和渗流输出总管，所述渗流输出总管分出多条与所述真三轴应力加载系统的各个加载头内的进液流道连通的渗流输出管，每条所述渗流输出管上均设有截止阀；

所述真三轴应力加载系统的各个加载头内的回液流道与渗流回流管连接，所述渗流输出管和渗流回流管上均设有压力传感器和流量传感器；

所述气测加压机构包括顺次连接的高压氮气源、减压阀和气用截止阀，所述气用截止阀的输出端连接所述渗流输出总管。

9.根据权利要求1-5任一项所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，其特征在于：所述真三轴应力加载系统还包括与各个加载头连接的静应力作动器，所述扰动入射杆穿过对应的所述静应力作动器与动力冲击加载系统连接。

10.热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试方法，其特征在于：使用权利要求1-9任一项所述的热冲击与动力冲击耦合下岩石渗流特性测试装置，包括如下步骤：

S1：利用真三轴应力加载系统对岩石试件施加真三轴载荷；

S2：在施加真三轴载荷的同时，启动动力冲击加载系统和热冲击发生机构，分别对岩石试件施加冲击扰动载荷和热冲击载荷；

S3：启动高压渗流加载机构，在施加真三轴载荷的同时，对施加冲击扰动载荷和热冲击载荷后的岩石试件的三向渗透参数进行原位测量。