[发明专利]岩体裂隙网络渗流各向异性测试及可视化系统

权利要求书

1.一种岩体裂隙网络渗流各向异性测试及可视化方法，其特征在于：所述方法采用岩体裂隙网络渗流各向异性测试及可视化系统，所述系统包括三维云台(1)、水源(2)、注射泵(4)、裂隙网络模块(5)、夹持式接口(6)、渗出水称重系统(7)、渗流可视化系统(11)；其中，所述裂隙网络模块(5)包括上下层玻璃板(14，16)以及位于中间层的含裂隙网络的玻璃板(15)，所述上下层玻璃板(14，16)以及含裂隙网络的玻璃板(15)均为正六边形，含裂隙网络的玻璃板(15)的边长大于等于所述上下层玻璃板(14，16)的边长；所述三维云台(1)、下层玻璃板(16)和含裂隙网络玻璃板(15)的正中心位置各有一个圆孔，所述上层玻璃板(14)的下表面四周和下层玻璃板(16)的上表面四周设有密封胶；所述裂隙网络模块(5)水平置于所述三维云台(1)上，所述裂隙网络模块(5)的每条边上均连接有夹持式接口(6)，每个夹持式接口(6)均包裹住所述裂隙网络模块(5)的一侧边，所述夹持式接口(6)与裂隙网络模块(5)接触的边缘均设有密封胶，每个夹持式接口(6)的出口均连接渗出水称重系统(7)；通过注射泵(4)连接水源(2)的导水管(18)依次穿过三维云台(1)和下层玻璃板(16)并伸入所述含裂隙网络的玻璃板(15)，所述导水管(18)与下层玻璃板(16)之间密封；所述渗流可视化系统(11)设置于所述裂隙网络模块(5)的正上方；

所述方法包括如下实验步骤：

1)首先制作含裂隙网络的玻璃板(15)，然后组装裂隙网络模块(5)并连接整个试验系统，其中，含裂隙网络的玻璃板是在玻璃板上用水刀切割或玻璃刀刻画或物理打击制备得到裂隙网络，裂隙网络沿其厚度方向是完全贯通的，用来模拟岩体中的裂隙网络；

2)利用三维云台(1)将裂隙网络模块(5)调整至完全水平，并利用真空泵抽出裂隙网络模块(5)中的空气；

3)打开夹持式接口(6)的开关，并打开注射泵(4)向裂隙网络模块(5)中注入渗流水，待渗出水流量稳定后，通过渗出水称重系统(7)采集单位时间内所测裂隙方向渗出水的质量；

4)根据所测裂隙方向单位时间内渗出水的质量计算出裂隙网络沿着不同裂隙方向的渗透系数；

5)将水源(2)换为有色染液，通过渗流可视化系统(11)观测并计算单位时间内有色染液在裂隙网络模块(5)中沿不同裂隙方向的流动距离，渗流可视化系统包括高精度CCD相机和计算机，通过高精度CCD相机按照一定的频率对裂隙网络模块的表面进行拍照，通过对得到的照片进行图像处理可以计算一定时间间隔内水流在裂隙内的流动距离，流动距离越大，则表明该方向裂隙的渗透系数越大，利用该方法，可实现对流体在岩体裂隙网络中沿不同裂隙流动过程的渗透系数各向异性的直观观测，实现裂隙网络渗流过程各向异性可视化研究；所述步骤3)中，打开一个或若干个夹持式接口(6)；所述渗出水称重系统(7)包括收集容器(8)、电子称(9)和计算机(10)，收集容器(8)用于收集裂隙网络模块(5)中渗流出的水，收集容器(8)置于电子称(9)上，计算机(10)和电子称(9)相连用于实时称量并记录渗出水的质量；所述导水管(18)连接所述水源(2)端设有过滤装置(3)。