彎曲巖樣滲透試驗裝置的製作方法

2023-07-08 14:10:46 1

專利名稱：彎曲巖樣滲透試驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及彎曲巖樣滲透試驗裝置，尤其適用於巖石力學性質試驗背景技術為了模擬巖石真實的力學性質，採用在MTS815或816系列巖石力學試驗系統中，配套使用巖石破壞過程滲透特性的試驗裝置，通過MTS815或816系列巖石力學試驗系統進行巖石破裂後穩態和瞬態滲透試驗，來擴充巖石力學試驗系統的功能。目前能夠進行的滲透試驗有(1)標準巖樣在圍壓和軸向載荷共同作用下應力-應變全程的滲透試驗；(2)單軸壓縮破裂後的標準巖樣(這種巖樣的裂隙充分擴展、幾乎沒有承載能力，實現巖樣的密封必須設計專用裝置)的滲透特性測試；(3)巖石散體壓實過程中滲透特性測試。這些測試技術都不能模擬巖樣破壞過程中滲透特性的急劇變化。雖然巖樣破壞過程的滲透特性測試裝置的出發點是觀察巖樣破壞過程中滲透特性的急劇變化，但是由於裝置的設計中的疏漏(巖樣在壓縮條件下，由於密封材料對巖樣橫向變形的限制，巖樣破壞後不能形成貫通的裂隙)，因此不能達到預期的效果。其他實驗技術只能反映巖樣滲透特性的數量變化。

發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種結構簡單，模擬煤礦底板突水特徵和彎曲巖樣滲透試驗裝置。
技術方案本發明的彎曲巖樣滲透試驗裝置，包括MTS815或816系列巖石力學試驗系統，還包括缸筒，順序設在缸筒內的活塞、多孔透水板和圓環柱，缸筒的底部設有與其螺栓連接的底板，底板內設有呈錐形的壓頭，壓頭頂部與圓環柱之間設有設置巖樣的空間和密封膠料，底板與壓頭中部設有連通的水道，底板下設有與水道相通的進水管接頭，活塞上設有與排水管接頭相通的通水孔。
所述的活塞與多孔透水板之間設有毛氈濾墊；所述的缸筒與底板之間沒有密封圈。
有益效果本發明的彎曲巖樣滲透試驗裝置，利用MTS815或816系列巖石力學試驗系統在加載和控制精度方面的優越性能，採用內設活塞和呈錐形的壓頭缸簡，使設在缸筒內的巖樣同時受擠壓和上頂的力，巖樣在滲透的同時發生彎曲變形，在結構破壞的一瞬間，滲流速度發生急劇的變化，以此模擬突水的特徵，並驗證突水是伴隨著結構破壞的滲流失穩過程，適用於巖石力學性質的試驗。其結構簡單，試驗成本低，密封快速，性能可靠，具有廣泛的實用性。


附圖是本發明的彎曲巖樣滲透試驗裝置結構圖。
圖中1活塞，2排水管接頭，3毛氈濾墊，4缸筒，5多孔透水板，6圓環柱，7巖樣，8密封膠料，9間隙，10密封圈，11壓頭，12底板，13進水管接頭，14螺栓。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施作進一步的描述附圖所示，本彎曲巖樣滲透試驗裝置由活塞1、排水管接頭2、毛氈濾墊3、缸筒4、多孔透水板5、圓環柱6、O型橡膠密封圈10、壓頭11、底板12、進水管接頭13、螺栓14以及配套使用的MTS815或816系列巖石力學試驗系統組成。O型橡膠密封圈10設在底板12與缸筒4之間，缸筒4與底板12用螺栓14連接。底板12內設置錐形壓頭11，壓頭11頂部與圓環柱6之間設有放置巖樣7的空間和密封膠料8，底板12與壓頭11中部設有連通的水道，進水管接頭13設在底板12下與進水管道相通，彎曲巖樣7支撐在壓頭11上，排水管接頭2設在活塞1上的通水孔處，用密封膠料8實現巖樣7與缸筒之間的密封，圓環柱6設在巖樣7上面，插入缸筒的活塞在圓環柱上面，活塞1與多孔透水板5之間設有毛氈濾墊3。
工作原理連接MTS815或816系列巖石力學試驗系統的軸向加載分系統，使活塞1相對於缸筒4移動，從而使巖樣7發生彎曲變形，在巖樣7彎曲變形的同時，通過MTS815或816系列巖石力學試驗系統的孔隙壓力分系統對巖樣7進行滲透特性測試，水從底板12經過多孔透水板5、錐形壓頭11進入巖樣7的孔隙，再經過圓環柱6中間區域和活塞1的中心孔流出。設在缸筒4內的巖樣7同時受擠壓和上頂的力，巖樣7在滲透的同時發生彎曲變形，在結構破壞的一瞬間，滲流速度發生急劇的變化，以此模擬突水的特徵，並驗證突水是伴隨著結構破壞的滲流失穩過程。
權利要求
1.一種彎曲巖樣滲透試驗裝置，包括MTS815或816系列巖石力學試驗系統，其特徵在於還包括缸筒(4)，順序設在缸筒(4)內的活塞(1)、多孔透水板(5)和圓環柱(6)，缸筒(4)的底部設有與其螺栓連接的底板(12)，底板(12)內設有呈錐形的壓頭(11)，壓頭(11)頂部與圓環柱(6)之間設有設置巖樣(7)的空間和密封膠料(8)，底板(12)與壓頭(11)中部設有連通的水道，底板(12)下設有與水道相通的進水管接頭(13)，活塞(1)上設有與排水管接頭(2)相通的通水孔。
2.根據權利要求1所述的彎曲巖樣滲透試驗裝置，其特徵在於所述的活塞(1)與多孔透水板(5)之間設有毛氈濾墊(3)。
3.根據權利要求1所述的彎曲巖樣滲透試驗裝置，其特徵在於所述的缸筒(4)與底板之間設有密封圈(10)。
全文摘要
一種彎曲巖樣滲透試驗裝置，包括MTS815或816系列巖石力學試驗系統，還包括缸筒，順序設在缸筒內的活塞、多孔透水板和圓環柱，缸筒的底部設有與其螺栓連接的底板，底板內設有呈錐形的壓頭，壓頭頂部與圓環柱之間設有設置巖樣的空間和密封膠料，底板與壓頭中部設有連通的水道，底板下設有與水道相通的進水管接頭，活塞上設有與排水管接頭相通的通水孔，設在缸筒內的巖樣同時受擠壓和上頂的力，巖樣在滲透的同時發生彎曲變形，在結構破壞的一瞬間，滲流速度發生急劇的變化，以此模擬突水的特徵，並驗證突水是伴隨著結構破壞的滲流失穩過程。其結構簡單，試驗成本低，密封快速，性能可靠，具有廣泛的實用性。
文檔編號G01N3/00GK1995960SQ20061016646
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月20日 優先權日2006年12月20日
發明者繆協興, 陳佔清, 陳榮華, 浦海, 盧愛紅, 馮梅梅, 李強 申請人:中國礦業大學