专利名称：一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种破碎岩石力学性质测试装置，尤其是一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置。
背景技术：
蠕变引起破碎岩体孔隙度的变化，从而引起其渗透特性的变化；反之，孔隙和渗透性的变化引起渗流场(压力场、速度场)的变化，从而引起破碎岩体蠕变特性的变化。因此，蠕变与渗流之间存在耦合作用。蠕变与渗流的耦合作用常会加剧地下工程围岩结构的失稳，引发突水及地面塌陷等动力灾害事故。利用室内试验研究破碎岩石蠕变性质与渗透性质的相互影响，是解决岩石力学和岩土工程技术领域中渗流与蠕变流固耦合作用问题的基本方法和手段。现有的岩石蠕变或渗透试验，有的采用手摇泵施加渗透压差和围压，但是由于手摇泵流量很小，只适用于低渗透率岩样的渗透性试验，不适用于破碎岩石大孔隙介质的注水要求。现有的较先进的MTS815系列岩石力学试验装置，其渗透装置增压器注水容量小， 活塞行程只有100mm，而岩石蠕变渗透全程耦合试验所需的持续时间较长，只能在蠕变过程中进行不连续的渗透试验。现有的岩石力学蠕变或渗透装置皆无法满足破碎岩石蠕变全程的渗透试验要求。
实用新型内容为了解决传统的破碎岩样蠕变渗透试验技术存在的不足，本实用新型提出了利用液压装置施加轴向压力和渗透压差的一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置，该装置结构简洁、组装灵活、可扩充性强，试验成本低，密封快速，操作方便，具有较强的实用性。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置包括轴向加压装置、渗透装置以及数据显示器件；该试验装置有一个底部带有滚轮的平板形推车，该推车的底板上固定安装有方框形的支架；该支架内，上部固定安装有液压轴向加压装置，下部对应安装有渗透装置；该轴向加压装置有一个与支架顶面固定连接的液压缸，该液压缸的底端垂直固定连接有一个空心圆管，空心圆管的一侧设有位移计；该渗透装置有一个竖向缸筒，该缸筒的底端固定安装有密封的底座，缸筒顶部吻合安装有活塞，该活塞的顶面与圆管的底面相接；该底座和活塞分别与缸筒用0形密封圈密封；该底座和活塞的中轴上分别安装有竖向的进水管和出水管，该出水管的外端连接有水箱，进水管上设有防止水逆流的单向阀，并顺序与带有阀门的水压表、压力传感器、流量传感器和电动试压泵11连接；该底座和活塞之间顺序对应设有毛毡层和多孔透水板，该多孔透水板之间夹紧固定有试验岩样。轴向加载装置采用柱塞泵吸取油箱中的液压油开始工作，通过柱塞泵、电磁溢流阀、单向阀、压力继电器、储能器、二位四通换向阀和压力表实现油路压力的稳定提供和保持，并把油路中稳定的压力通过液压缸实现轴向力的加载和保持；渗透装置由电动试压泵提供渗透所需的水压，流体由进水管流入，经单向阀自下而上通过毛毡层、多孔透水板进入岩样，再经出水管流入水箱，在实验中，通过带有阀门的压力表、水压表以及位移计实时显示和监控实验数据，并可通过压力传感器和流量传感器将流量和压力转换为电信号，输入到外接的数据采集仪进行记录、分析。本实用新型的有益效果是该一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置，结构简洁，组装灵活、可扩充性强，试验成本低，密封快速，操作方便，性能可靠，具有较强的实用性。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。附
图1为该一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置的结构示意图。附图2为轴向加压装置的结构示意图。附图3为渗透装置的结构示意图。在图中，1.推车，2.支架，3.缸筒，4.水箱，5.空心圆管，6.位移计，7.液压缸， 8.水压表，9.压力传感器，10.流量传感器，11.电动试压泵，12.油箱，13.柱塞泵，14.电磁溢流阀，15.单向阀，16.压力继电器，17.储能器，18. 二位四通换向阀，19.压力表，20.压力传感器，21.出水管，22.活塞，23.岩样，24.多孔透水板，25.毛毡层，26.单向阀，27.缸筒，28.底座，29.进水管。
具体实施方式
在附图中，该一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置包括轴向加压装置、渗透装置、数据显示器件；该试验装置有一个底部带有滚轮的平板形推车1，该推车1的底板上固定安装有方框形的支架2 ；该支架2内，上部固定安装有液压轴向加压装置，下部对应安装有渗透装置；该轴向加压装置有一个与支架2顶面固定连接的液压缸7，该液压缸7的底端垂直固定连接有一个用于轴向加载的空心圆管5，空心圆管5的一侧设有位移计6 ；该渗透装置有一个竖向缸筒3，该缸筒3的底端固定安装有密封的底座观，缸筒3顶部吻合安装有活塞22，该活塞22的顶面与圆管5的底面相接；该底座观和活塞22分别与缸筒3用0 形密封圈密封；该底座观和活塞22的中轴上分别安装有竖向的进水管四和出水管21，该出水管21的外端连接有水箱4，进水管四上设有防止水逆流的单向阀26，并顺序与带有阀门的水压表8、压力传感器9、流量传感器10和电动试压泵11连接；该底座28和活塞22 之间顺序对应设有毛毡层25和多孔透水板M，该多孔透水板M之间夹紧固定有试验岩样 23。轴向加载装置采用柱塞泵13吸取油箱12中的液压油开始工作，通过电磁溢流阀 14、单向阀15、压力继电器16、储能器17和二位四通换向阀18实现油路压力的稳定提供和保持，并把油路中稳定的压力通过液压缸7实现轴向力的加载和保持；渗透装置由电动试压泵11提供渗透所需的水压，流体由进水管四流入，经单向阀沈自下而上通过毛毡层25、 多孔透水板M进入岩样23，再经出水管21流入水箱4，在实验中，通过带有阀门的压力表 20、水压表8以及位移计6实时显示和监控实验数据，并可通过压力传感器9、20和流量传感器10将流量和压力转换为电信号，输入到外接的数据采集仪进行记录、分析。
权利要求1.一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置，包括轴向加压装置、渗透装置及数据显示器件；该试验装置有一个底部带有滚轮的平板形推车(1)，该推车(1)的底板上固定安装有方框形的支架O)；其特征是该支架( 内，上部固定安装有液压轴向加压装置，下部对应安装有渗透装置；该轴向加压装置有一个与支架( 顶面固定连接的液压缸(7)，该液压缸(7)的底端垂直固定连接有一个用于轴向加载的空心圆管(5)，空心圆管(5)的一侧设有位移计(6)；该渗透装置有一个竖向缸筒(3)，该缸筒(3)的底端固定安装有密封的底座 ( )，缸筒C3)顶部吻合安装有活塞(22)，该活塞0 的顶面与圆管(5)的底面相接；该底座08)和活塞02)分别与缸筒(3)用O形密封圈密封；该底座08)和活塞02)的中轴上分别安装有竖向的进水管09)和出水管(21)，该出水管的外端连接有水箱G)， 进水管09)上设有防止水逆流的单向阀(沈)，并顺序与带有阀门的水压表(8)、压力传感器(9)、流量传感器(10)和电动试压泵(11)连接；该底座08)和活塞02)之间顺序对应设有毛毡层0 和多孔透水板(M)，该多孔透水板04)之间夹紧固定有试验岩样03)。
2.根据权利要求1所述一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置，其特征是通过带有阀门的压力表(20)、水压表(8)以及位移计(6)实时显示和监控实验数据，并可通过压力传感器(9、20)和流量传感器(10)将流量和压力转换为电信号，输入到外接的数据采集仪进行记录、分析。
专利摘要本实用新型涉及一种破碎岩样蠕变渗透全程耦合试验装置，包括液压轴向加载装置、渗透装置及数据显示器件，轴向加载装置通过柱塞泵、电磁溢流阀、单向阀、压力继电器、储能器、二位四通换向阀实现油路压力的稳定提供和保持，并把油路中稳定的压力通过液压缸、圆管和活塞实现轴向力的加载和保持；渗透装置通过电动试压泵、进水管、单向阀、毛毡层、多孔透水板对密封于缸筒内的破碎岩样进行自下而上的渗透，利用压力表、水压表、压力传感器、位移计和流量传感器等对蠕变、渗透试验过程进行实时显示和监控，整个装置置于带有滚轮的平板形推车上，便于移动，该装置结构简洁，密封快速，操作方便，适用于破碎岩石的压缩蠕变、渗透和蠕变渗透全程耦合试验。
文档编号G01N15/08GK201983980SQ20112003498
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者刘玉, 李顺才, 陈占清 申请人:徐州师范大学