[发明专利]一种环向裂隙岩石试件及其MHC 耦合渗流实验装置及装置的使用方法

权利要求书

1.一种环向裂隙岩石试件，具有：圆柱状的试件主体（3），该试件主体（3）开有一轴向通孔，该通孔的中心与所述试件主体（3）的中心重合；试件的侧壁具有一个径向贯通裂隙（31）；所述通孔的孔径为试件主体（3）外径的五分之一。

2.一种测试如权利要求1所述的环向裂隙岩石试件的MHC耦合渗流实验装置，具有：

位于实验装置上方，提供实验压力的稳压机构（2），

位于稳压机构（2）下方，传递压力的加载头（11），

位于加载头（11）下方，提供液体围压和试件轴向压力实验环境的围压室（1），该围压室（1）具有竖直设置的环形围压室侧壁（13），围压室侧壁（13）的上方和下方分别设有密封上盖（12）和密封下盖（15），所述密封上盖（12）和密封下盖（13）分别具有一通孔，所述的两通孔同轴；所述围压室侧壁（13）开有至少一个溶液流孔（17）；

位于围压室（1）下方的传力柱（14）；该传力柱（14）的内部具有管路I（16）；

工作使用状态下，所述加载头（11）的下端穿过所述密封上盖（12）的通孔；所述传力柱（14）的上端穿过所述密封下盖（15）的通孔；密封上盖（12）、围压室侧壁（13）、密封下盖（15）、加载头（11）和传力柱（14）形成一近似封闭的空间（10）；试件（3）承受加载头（11）施加的轴向压力固定在所述加载头（11）和传力柱（14）之间；所述试件（3）与所述加载头（11）接触的一端封闭，其内部管路通过所述传力柱（14）的管路I（16）与外部的量筒（5）连通；

实验溶液通过外部的围压泵（15）加压进入外部管路I（40），经所述溶液流孔（17）进入空间（10），形成围压，透过径向贯通裂隙（31）进入试件（3）内部，最终流入量筒（5）。

3.根据权利要求2所述的一种环向裂隙岩石试件的MHC耦合渗流实验装置，其特征还在于：所述加载头（11）连接有感知试件（3）轴向位移的位移传感器（18）。

4.根据权利要求2所述的一种环向裂隙岩石试件的MHC耦合渗流实验装置，其特征还在于：所述外部管路I（40）设有控制实验溶液围压，为围压室（1）提供长期稳定围压的稳压静态伺服阀（7）。

5.根据上述任意一项权利要求所述的一种环向裂隙岩石试件的MHC耦合渗流实验装置，其特征还在于：所述环形围压室侧壁（13）的上端和下端分别具有向围压室（13）内部延伸的内沿（131），所述的两个内沿（131）分别具有与所述密封上盖（12）和密封下盖（15）的通孔内径尺寸一致的通孔I（132）和通孔II（133）；所述加载头（11）与试件（3）的结合部位于所述通孔I（132）内，所述传力柱（14）与试件（3）的结合部位于所述通孔II（133）内；

所述加载头（11）、试件（3）和传力柱（14）与所述的通孔I（132）和通孔II（133）过盈配合。

6.根据权利要求5所述的一种环向裂隙岩石试件的MHC耦合渗流实验装置，其特征还在于：

所述通孔I（132）和通孔II（133）的上底和下底加工成沉孔，在所述沉孔中固定有密封圈（19）。

7.根据权利要求2所述的一种环向裂隙岩石试件的MHC耦合渗流实验装置，其特征在于还具有：位于设备外部的加载架（8），所述加载架（8）具有顶板（81）和底板（82）；顶板（81）的下表面与所述稳压装置（21）接触；所述底板（82）通过装置底座（9）支撑所述实验装置。

8.一种如权利要求2所述的环向裂隙岩石试件的MHC耦合渗流实验装置的使用方法，具有如下步骤：

S100.将岩石加工成具有中心轴向通孔的圆柱形的试件，在所述试件上，加工至少一个径向的贯通裂隙；

S200.将试件放置在加载头和传力柱之间，将试件内部管路与传力柱内部管路I连通；

S300.打开所述围压泵，对试件施加围压液体压力；

S400.打开加载头，对试件进行轴向加载；通过力传感器控制荷载，根据时间效应要求，保持荷载一定的时间，通过所述稳压装置在该时间段内保持恒定荷载；

S500.按照固定间隔时间记录渗入试件内部液体的流量、记录位移传感器的记录的试件的位移；直到达到实验要求时间。

S600.实验结束。