[发明专利]模拟层状岩石中裂缝形成演化及连通性的试验装置

权利要求书

1.一种模拟层状岩石中裂缝形成演化及连通性的试验装置，其特征在于：这种模拟层状岩石中裂缝（9）形成演化及连通性的试验装置包括试验桌台（1）、PMMA基板（2）、岩石模型、抓爪（4）、钨丝光源（5）、相机（6），PMMA基板（2）为透明的，位于试验桌台（1）的中心，PMMA基板（2）为正方形削掉四角后形成的带四个翅板（7）的平板，四个翅板（7）两两相对，两两相对的翅板（7）为一组且对称设置，每个翅板（7）上都均匀设置有连接孔（8）；试验桌台（1）上固定设置四个应变加载器，四个应变加载器分别与PMMA基板（2）的四个翅板（7）一一对应设置，每个应变加载器与相应的翅板（7）均通过抓爪（4）固定；抓爪（4）的底面延长度方向设置有贯通的条形槽（11），条形槽（11）的两侧槽壁均设置有连接孔（8）， PMMA基板（2）的每个翅板（7）分别伸入到相应抓爪（4）的条形槽（11）内，通过螺栓（16）与该抓爪（4）固定连接，抓爪（4）通过其顶面的固定孔（12）与相应的应变加载器固定连接，两个相对设置的应变加载器的推拉方向是共线的；PMMA基板（2）的中心放置岩石模型，岩石模型的四周分别设置应变传感器（10）；钨丝光源（5）位于PMMA基板（2）的一个翅板（7）一侧，钨丝光源（5）进行照射，在裂缝（9）处生成反射光（17），相机（6）设置在岩石模型的斜上方，相机（6）接收裂缝（9）的反射光（17），记录裂缝（9）的扩展模式；上述相机（6）、各应变加载器、各应变传感器（10）均连接计算机（13），岩石模型为脆性涂层（3）。

2.根据权利要求1所述的模拟层状岩石中裂缝形成演化及连通性的试验装置，其特征在于：所述的脆性涂层（3）的制备方法：将模具（14）放置在PMMA基板（2）的中央，用注射器将液体脆性涂层（3）展布到模具（14）范围内，该过程在1分钟之内完成，形成一个稳定分布的、厚度均匀的薄膜，之后，在室温22.5℃条件下干燥24小时，使脆性涂层（3）的力学性质趋于稳定；模拟具有不同厚度、不同岩石力学性质组合的多层岩石时，根据设定的单层厚度确定所需液体脆性涂层（3）的体积，根据所设定的力学性质选择脆性涂层（3）的类型，分别对每一层用注射器进行展布；模型建立好后，撤掉模具（14）；模具（14）为两端开放的方筒体，筒体的长、宽、高均为10cm，模具（14）的底端用橡胶皮套（15）包围，模具（14）材质为塑料。

3.根据权利要求2所述的模拟层状岩石中裂缝形成演化及连通性的试验装置，其特征在于：所述的岩石模型的四周设置四个应变传感器（10），四个应变传感器（10）分别设置在岩石模型的四个侧面。

4.根据权利要求3所述的模拟层状岩石中裂缝形成演化及连通性的试验装置，其特征在于：所述的PMMA基板（2）的厚度为0.45cm。

5.根据权利要求4所述的模拟层状岩石中裂缝形成演化及连通性的试验装置，其特征在于：所述的钨丝光源（5）采用500W钨丝光源。