[发明专利]施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验装置及方法

权利要求书

1.一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，包括装置本体，所述装置本体内部设有可注入水的空腔，所述装置本体上设有与所述空腔连通的进液口、排气口以及水压表，所述空腔内设有用于安放岩石试样的底座，所述岩石试样上设有供所述空腔内的水贯通的单道裂隙，所述装置本体上设有给所述岩石试样的非裂隙面加压的传力机构。

2.根据权利要求1所述的一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，所述传力机构包括设置在所述装置本体顶部和两侧的传力活塞杆。

3.根据权利要求2所述的一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，所述传力活塞杆与所述装置本体之间设有活塞套筒。

4.根据权利要求3所述的一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，所述活塞套筒与所述传力活塞杆之间设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，所述排气口位于所述装置本体的顶部，所述进液口位于所述装置本体的底部。

6.根据权利要求1所述的一种施加恒定裂隙水压的单裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，所述装置本体上设有用于所述岩石试样放入所述空腔的放入口，所述放入口处可拆卸的安装有观察窗口。

7.根据权利要求6所述的一种施加恒定裂隙水压的单裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，所述观察窗口包括透明聚碳酸酯板、环形压板，所述环形压板通过螺栓将所述透明聚碳酸酯板连接在所述装置本体上。

8.根据权利要求7所述的一种施加恒定裂隙水压的单裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，所述透明聚碳酸酯板与所述装置本体之间设有环形密封垫。

9.一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验方法，采用了如权利要求1-8任意一项所述的一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、安装裂隙岩石水力耦合试验装置，将所述装置本体安放在双轴岩石力学试验机的实验平台上；

S2、安装岩石试样，将所述岩石试样安放在所述底座上；

S3、施加初始应力，控制所述双轴岩石力学试验机水平加载轴、竖直加载轴通过所述传力机构对所述岩石试样的顶面和非裂隙面的侧面施加设定的初始应力；

S4、施加裂隙水压，打开所述排气口，通过所述进液口向所述空腔内注水，等到所述排气口有水溢出后，关闭所述排气口；通过所述进液口继续注入水，直至达到试验方案设定水压时，关闭进液口；

S5、应力加载与裂隙扩展观测，按照试验方案设定的应力加载路径，控制所述双轴岩石力学试验机的竖直加载轴、水平加载轴，对所述岩石试样进行水平卸载和竖直加载，模拟开挖导致围岩径向应力降低和切向应力增大过程，对所述岩石试样的裂隙扩展过程进行实时观测和记录；当所述岩石试样发生整体破坏后，立即停止加载，并退回所述双轴岩石力学试验机的水平加载轴和竖直加载轴；

S6、排水与取出岩石试样。

10.根据权利要求9所述的一种施加恒定裂隙水压的裂隙岩石水力耦合试验方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括步骤S0：制作岩石试样，将岩石加工成长方体试样，然后在长方体试样上加工出一条贯穿所述长方体试样正面和背面的单道裂隙，单道所述裂隙的横截面为与所述长方体试样的底面具有夹角的倾斜裂缝。