[发明专利]水岩耦合实时反应实验方法

说明书

本发明涉及岩体力学性能测试领域，具体公开了水岩耦合实时反应实验方法，具体包括装置组装、淋浴循环、应力加载三个步骤。将主体底板放置于试验机上，将主体侧板固定后，依次插入隔水母板、隔水子板，同时连接排水管、注水管，并将隔水子板与顶盖板连接，完成装置组装；岩样放置于下承载板中央，依据试验设计要求开启可控流量计控制淋浴板开始工作，实现淋浴循环；千分表通过数据传输线与计算机test软件系统对接进行轴向位移变化的实时监测，同时通过计算机test软件系统向伺服控制器发送应力加载命令，直至岩样破坏完成实验。本发明具有操作简单、效率高、结果可靠、可根据实验要求进行操作的特点。

技术领域

本发明涉及岩体力学性能测试领域，具体是水岩耦合实时反应实验方法。

背景技术

当前，煤炭行业正处于全面深化改革、转型发展关键时期，越来越多的煤 矿已经或面临着关闭或废弃。结合煤矿行业发展在“碳中和、碳达峰”背景下的 机遇与挑战，利用废弃矿井地下空间储水，将巷道或安全煤柱用人工坝体连接形 成水库坝体在世界范围内得到越来越广泛的使用。水库蓄水运行后，库水位反复 升降变化对库岸边坡岩体来说是一种疲劳作用，水岩作用下边坡岩体力学性质的 劣化将影响整个边坡的稳定。

处于渗流场中的岩体，一方面由于载荷施加于岩体之上，改变岩体内部应 力场的分布，从而影响岩体的结构，引起岩体中水的作用强度、作用范围及作用 形式发生改变；另一方面，由于外部作用，形成扰动下的水渗流场反过来又作用 于岩体之上，最终影响岩体的稳定性。而在水岩耦合实验研究中，往往对岩石进 行泡水处理后再进行相关力学试验研究，没有考虑到岩体介质渗透特性和应力状 态的相互影响。因此，本领域技术人员迫切需要通过一种较方便且价格低廉、可 靠的实验方法，通过室内实验就可对水岩耦合过程进行实时观测，为此，本发明 提出水岩耦合实时反应实验方法。

发明内容

本发明针对现有水岩耦合试验难以实现的问题，提供了水岩耦合实时反应 实验方法。

本发明实现目的采用如下技术方案：水岩耦合实时反应实验方法，具体包 括装置组装、淋浴循环、应力加载，其特征在于：

步骤一，将主体底板放置于试验机上，放置台与底部加载盘中心对齐，将主 体侧板固定后，依次插入隔水母板、隔水子板，同时连接排水管、注水管，将顶 盖板放置于主体装置内，并将隔水子板与顶盖板连接；

步骤二，将岩样放置于下承载板中央，安放顶盖板后，在找平球头上放置无 缝垫管，与顶部加载轴相连接，将磁性固定座吸附于无缝垫管上，且千分表末端 与顶盖板接触，将排水管与注水管连接至水泵系统，依据试验设计要求开启可控 流量计控制淋浴板开始工作；

步骤三，千分表通过数据传输线与计算机test软件系统对接进行轴向位移变 化的实时监测，利用计算机test软件系统开启轴向油泵进行轴向加载，当顶部加 载轴与无缝垫管接触时，关闭轴向油泵，将轴向千分表进行清零，记录数据并保 存文件，依据设定的轴向加载速率，通过计算机test软件系统向伺服控制器发送 命令，启动伺服电流系统对岩样进行轴向加载至设定载荷，进行第一级蠕变，对 载荷与轴向千分表数据进行实时监测，当蠕变时间达到设定要求，开始下一级轴 向加载，加载至设定载荷进行蠕变，直至岩样破坏完成实验。

具体的，步骤一中的主体底板上部设置为球形凹槽，以便于排水。

具体的，步骤一中的找平球窝与找平球头配套一致，中间涂润滑油。

具体的，步骤一中的隔水子板顶部与顶盖板通过磁吸连接。

具体的，步骤一中的主体侧板为坚硬材质，且为透明材质，便于观察实验过 程。

具体的，步骤二中的可控流量计可控制淋浴范围及流量大小并生成数据记 录。

具体的，步骤二中的水岩实验可为持续循环流水耦合、浸水-失水耦合的实 验方式。