一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置的製作方法
2023-10-05 04:55:49
專利名稱：一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種破碎巖石力學性質測試裝置，尤其是一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置。
背景技術：
蠕變引起破碎巖體孔隙度的變化，從而引起其滲透特性的變化；反之，孔隙和滲透性的變化引起滲流場(壓力場、速度場)的變化，從而引起破碎巖體蠕變特性的變化。因此，蠕變與滲流之間存在耦合作用。蠕變與滲流的耦合作用常會加劇地下工程圍巖結構的失穩，引發突水及地面塌陷等動力災害事故。利用室內試驗研究破碎巖石蠕變性質與滲透性質的相互影響，是解決巖石力學和巖土工程技術領域中滲流與蠕變流固耦合作用問題的基本方法和手段。現有的巖石蠕變或滲透試驗，有的採用手搖泵施加滲透壓差和圍壓，但是由於手搖泵流量很小，只適用於低滲透率巖樣的滲透性試驗，不適用於破碎巖石大孔隙介質的注水要求。現有的較先進的MTS815系列巖石力學試驗裝置，其滲透裝置增壓器注水容量小， 活塞行程只有100mm，而巖石蠕變滲透全程耦合試驗所需的持續時間較長，只能在蠕變過程中進行不連續的滲透試驗。現有的巖石力學蠕變或滲透裝置皆無法滿足破碎巖石蠕變全程的滲透試驗要求。
實用新型內容為了解決傳統的破碎巖樣蠕變滲透試驗技術存在的不足，本實用新型提出了利用液壓裝置施加軸向壓力和滲透壓差的一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置，該裝置結構簡潔、組裝靈活、可擴充性強，試驗成本低，密封快速，操作方便，具有較強的實用性。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是該一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置包括軸向加壓裝置、滲透裝置以及數據顯示器件；該試驗裝置有一個底部帶有滾輪的平板形推車，該推車的底板上固定安裝有方框形的支架；該支架內，上部固定安裝有液壓軸向加壓裝置，下部對應安裝有滲透裝置；該軸向加壓裝置有一個與支架頂面固定連接的液壓缸，該液壓缸的底端垂直固定連接有一個空心圓管，空心圓管的一側設有位移計；該滲透裝置有一個豎向缸筒，該缸筒的底端固定安裝有密封的底座，缸筒頂部吻合安裝有活塞，該活塞的頂面與圓管的底面相接；該底座和活塞分別與缸筒用0形密封圈密封；該底座和活塞的中軸上分別安裝有豎向的進水管和出水管，該出水管的外端連接有水箱，進水管上設有防止水逆流的單向閥，並順序與帶有閥門的水壓表、壓力傳感器、流量傳感器和電動試壓泵11連接；該底座和活塞之間順序對應設有毛氈層和多孔透水板，該多孔透水板之間夾緊固定有試驗巖樣。軸向加載裝置採用柱塞泵吸取油箱中的液壓油開始工作，通過柱塞泵、電磁溢流閥、單向閥、壓力繼電器、儲能器、二位四通換向閥和壓力表實現油路壓力的穩定提供和保持，並把油路中穩定的壓力通過液壓缸實現軸向力的加載和保持；滲透裝置由電動試壓泵提供滲透所需的水壓，流體由進水管流入，經單向閥自下而上通過毛氈層、多孔透水板進入巖樣，再經出水管流入水箱，在實驗中，通過帶有閥門的壓力表、水壓表以及位移計實時顯示和監控實驗數據，並可通過壓力傳感器和流量傳感器將流量和壓力轉換為電信號，輸入到外接的數據採集儀進行記錄、分析。本實用新型的有益效果是該一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置，結構簡潔，組裝靈活、可擴充性強，試驗成本低，密封快速，操作方便，性能可靠，具有較強的實用性。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。附
圖1為該一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置的結構示意圖。附圖2為軸向加壓裝置的結構示意圖。附圖3為滲透裝置的結構示意圖。在圖中，1.推車，2.支架，3.缸筒，4.水箱，5.空心圓管，6.位移計，7.液壓缸， 8.水壓表，9.壓力傳感器，10.流量傳感器，11.電動試壓泵，12.油箱，13.柱塞泵，14.電磁溢流閥，15.單向閥，16.壓力繼電器，17.儲能器，18. 二位四通換向閥，19.壓力表，20.壓力傳感器，21.出水管，22.活塞，23.巖樣，24.多孔透水板，25.毛氈層，26.單向閥，27.缸筒，28.底座，29.進水管。
具體實施方式
在附圖中，該一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置包括軸向加壓裝置、滲透裝置、數據顯示器件；該試驗裝置有一個底部帶有滾輪的平板形推車1，該推車1的底板上固定安裝有方框形的支架2 ；該支架2內，上部固定安裝有液壓軸向加壓裝置，下部對應安裝有滲透裝置；該軸向加壓裝置有一個與支架2頂面固定連接的液壓缸7，該液壓缸7的底端垂直固定連接有一個用於軸向加載的空心圓管5，空心圓管5的一側設有位移計6 ；該滲透裝置有一個豎向缸筒3，該缸筒3的底端固定安裝有密封的底座觀，缸筒3頂部吻合安裝有活塞22，該活塞22的頂面與圓管5的底面相接；該底座觀和活塞22分別與缸筒3用0 形密封圈密封；該底座觀和活塞22的中軸上分別安裝有豎向的進水管四和出水管21，該出水管21的外端連接有水箱4，進水管四上設有防止水逆流的單向閥26，並順序與帶有閥門的水壓表8、壓力傳感器9、流量傳感器10和電動試壓泵11連接；該底座28和活塞22 之間順序對應設有毛氈層25和多孔透水板M，該多孔透水板M之間夾緊固定有試驗巖樣 23。軸向加載裝置採用柱塞泵13吸取油箱12中的液壓油開始工作，通過電磁溢流閥 14、單向閥15、壓力繼電器16、儲能器17和二位四通換向閥18實現油路壓力的穩定提供和保持，並把油路中穩定的壓力通過液壓缸7實現軸向力的加載和保持；滲透裝置由電動試壓泵11提供滲透所需的水壓，流體由進水管四流入，經單向閥沈自下而上通過毛氈層25、 多孔透水板M進入巖樣23，再經出水管21流入水箱4，在實驗中，通過帶有閥門的壓力表 20、水壓表8以及位移計6實時顯示和監控實驗數據，並可通過壓力傳感器9、20和流量傳感器10將流量和壓力轉換為電信號，輸入到外接的數據採集儀進行記錄、分析。
權利要求1.一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置，包括軸向加壓裝置、滲透裝置及數據顯示器件；該試驗裝置有一個底部帶有滾輪的平板形推車(1)，該推車(1)的底板上固定安裝有方框形的支架O)；其特徵是該支架( 內，上部固定安裝有液壓軸向加壓裝置，下部對應安裝有滲透裝置；該軸向加壓裝置有一個與支架( 頂面固定連接的液壓缸(7)，該液壓缸(7)的底端垂直固定連接有一個用於軸向加載的空心圓管(5)，空心圓管(5)的一側設有位移計(6)；該滲透裝置有一個豎向缸筒(3)，該缸筒(3)的底端固定安裝有密封的底座 ( )，缸筒C3)頂部吻合安裝有活塞(22)，該活塞0 的頂面與圓管(5)的底面相接；該底座08)和活塞02)分別與缸筒(3)用O形密封圈密封；該底座08)和活塞02)的中軸上分別安裝有豎向的進水管09)和出水管(21)，該出水管的外端連接有水箱G)， 進水管09)上設有防止水逆流的單向閥(沈)，並順序與帶有閥門的水壓表(8)、壓力傳感器(9)、流量傳感器(10)和電動試壓泵(11)連接；該底座08)和活塞02)之間順序對應設有毛氈層0 和多孔透水板(M)，該多孔透水板04)之間夾緊固定有試驗巖樣03)。
2.根據權利要求1所述一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置，其特徵是通過帶有閥門的壓力表(20)、水壓表(8)以及位移計(6)實時顯示和監控實驗數據，並可通過壓力傳感器(9、20)和流量傳感器(10)將流量和壓力轉換為電信號，輸入到外接的數據採集儀進行記錄、分析。
專利摘要本實用新型涉及一種破碎巖樣蠕變滲透全程耦合試驗裝置，包括液壓軸向加載裝置、滲透裝置及數據顯示器件，軸向加載裝置通過柱塞泵、電磁溢流閥、單向閥、壓力繼電器、儲能器、二位四通換向閥實現油路壓力的穩定提供和保持，並把油路中穩定的壓力通過液壓缸、圓管和活塞實現軸向力的加載和保持；滲透裝置通過電動試壓泵、進水管、單向閥、毛氈層、多孔透水板對密封於缸筒內的破碎巖樣進行自下而上的滲透，利用壓力表、水壓表、壓力傳感器、位移計和流量傳感器等對蠕變、滲透試驗過程進行實時顯示和監控，整個裝置置於帶有滾輪的平板形推車上，便於移動，該裝置結構簡潔，密封快速，操作方便，適用於破碎巖石的壓縮蠕變、滲透和蠕變滲透全程耦合試驗。
文檔編號G01N15/08GK201983980SQ20112003498
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者劉玉, 李順才, 陳佔清 申請人:徐州師範大學