[发明专利]一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备及方法

说明书

本发明属于岩体水力学试验技术领域，具体涉及一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备及方法，包括供水装置，加载装置，集水装置和测量装置；所述加载装置包括四立柱，立柱上设置有上、下底座，其中上底座活动设置于立柱上；上、下底座上分别设置有上、下加载板，上底座顶部设置有摄像机，下底座下方设置有面光源；所述集水装置包括设置于下盘上的集水槽，与集水槽连通的集水导管，及位于集水导管一端的量杯；所述供水装置与所述下盘通孔连通，所述测量装置用于测量量杯内水的质量。本发明带来了极大的便利性与准确性，且操作简单；具有很好的实用价值。

技术领域

本发明属于岩体水力学试验技术领域，具体涉及一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备及方法。

背景技术

岩体的渗透性是研究岩体水力学的重要内容，对水利工程及地下工程等具有非常大的影响。岩体是由岩块与交错的裂隙所组成，其中致密岩块的渗透性很小，岩体的渗透性主要由裂隙面的渗透性所决定。

单裂隙是组成裂隙面网格的基本单元，研究单裂隙的渗透性是研究岩体渗透性的基础。研究表明，单裂隙的渗透性会随其尺寸的变化而变化，即具有尺寸效应。但现阶段对与单裂隙渗透性的研究主要集中在应力、裂隙开度、粗糙度、温度以及充填物等因素的影响，对尺寸效应的研究较少，岩石裂隙的尺寸较小。目前尚缺大尺寸单裂隙渗透性尺寸效应的可视化试验装置及其相应的试验方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备及方法。

为解决上述技术问题，本发明具体提供的技术方案为：一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备，包括供水装置，加载装置，集水装置和测量装置；

所述加载装置包括四立柱，立柱上设置有上、下底座，其中上底座活动设置于立柱上；上、下底座上分别设置有上、下加载板，上底座顶部设置有摄像机，下底座下方设置有面光源；

所述集水装置包括设置于下盘上的集水槽，与集水槽连通的集水导管，及位于集水导管一端的量杯；

所述供水装置与所述下盘通孔连通，所述测量装置用于测量量杯内水的质量。

一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备进一步设置，所述摄像机通过活动导轨安装于上底座顶部。

一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备进一步设置，所述供水装置包括自循环供水箱和恒压水箱，自循环供水箱和恒压水箱之间连接有回水管和供水管；所述恒压水箱通过入流管与所述下盘通孔连通。

一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备进一步设置，所述自循环供水箱设置有流量调节阀。

一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备进一步设置，所述集水槽内设置有有机玻璃加工成的直径为1000mm，厚度为20mm的圆盘试样，分别为上、下两盘，

一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验设备进一步设置，所述下盘中心处钻通孔，下盘试样四周有一圈橡胶集水槽，用以收集渗出的水流。

一种可视化的单裂隙渗透性尺寸效应试验方法，包括如下步骤：步骤一：将透明有机玻璃加工成直径1000mm，厚20mm的圆盘，分别为上、下两盘，其中下盘中心处钻通孔，下盘试样四周有一圈橡胶集水槽，用以收集渗出的水流。

步骤二：上盘试样与下盘试样对齐叠放在一起，通过铲车搬运至加载板中央，使用开关控制加载量。

步骤三：自循环供水箱与恒压水槽之间通过供水管和回水管进行连接；打开自循环供水箱的流量调节阀，水流通过供水管进入恒压水槽箱体，一部分水流通过入流管注入圆盘试样，多余水流通过溢流板及回水管返回自循环供水箱。