[发明专利]渗流压力对岩土强度及地应力对岩土渗透性影响实验装置

说明书

本发明渗流压力对岩土强度及地应力对岩土渗透性影响实验装置，属于岩土力学测试技术领域；不同深度的地层中注浆，土体或岩体所受处的应力状态和渗透系数也不同，现有技术无法在渗透发生过程中测量岩土的强度，以及在受压状态下测量岩土的渗透系数；本发明提供一种渗流压力对岩土强度及地应力对岩土渗透性影响实验装置，试件放于试样存放装置中并用柔性材料包裹保护，水头差提供渗流压力，压力机测试岩土强度，利用压力机为试件提供压力模拟地应力，采用通过测不同渗流压力下单位时间内的流量计算渗透系数；本发明可广泛应用于岩土力学测试领域。

技术领域

本发明涉及岩土力学测试技术领域，更具体的说，它涉及一种渗流压力对岩土强度及地应力对岩土渗透性影响实验装置及方法。

背景技术

随着我国的不断发展，地下空间的利用是大势所趋，但是在地下工程施工过程中经常会遇到含水地层，水的渗透作用对岩土的强度有很大的影响，如果不能准确的计算渗流压力对岩石和土体强度的影响，将会对地下工程的施工和使用带来很大的安全隐患。注浆是地下工程中土体加固的最有效方法之一，在各种注浆工程中，岩土体的渗透性决定着注浆效果。在不同深度的地层中注浆，土体或岩体所受处的应力状态不同，渗透系数也截然不同，从而对注浆效果产生很大的影响。现有技术无法在渗透发生过程中测量岩土的强度，也无法在岩土受到压力的同时测量其渗透系数。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种测试岩土的强度及渗透性的实验装置，该发明主要用于渗流发生过程中测出岩体或土体的抗压强度，以及测出岩土体压缩状态下的渗透系数。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种渗流压力对岩土强度及地应力对岩土渗透性影响实验装置，包括试样存放装置、压力机和控制装置，控制装置包括液压控制箱、传感器和计算机，控制装置通过压力机对试样进行加压，并接收在试验过程中压力机所获取的试验数据，压力机配置若干T型压力板，若干T型压力板设置用于渗水的通孔；试样存放装置包括有机玻璃圆筒，有机玻璃圆筒下部设置进水口，有机玻璃圆筒上部设置出水口，出水口与进水口位于有机玻璃圆筒的同侧；有机玻璃圆筒设置连接水量高度检测管的开口，连接水量高度检测管的开口与进水口处于同一高度，水量高度检测管顶端开口；有机玻璃圆筒内壁底部设置用于放置试样的T型支架，有机玻璃圆筒内设置防止试样受压变形的柔性材料，T型压力板设置在柔性材料的上方。

进一步，有机玻璃圆筒置于底座上。

进一步，同一个T型压力板的通孔的孔径相同，若干T型压力板的孔径取值范围为0.02mm~3.8mm。

进一步，水量高度检测管的管体透明，其顶端高于有机玻璃圆筒顶端50cm。

一种测试渗流压力对岩土强度影响的方法，包括以下步骤：

步骤1. 将试样存放装置放置于压力机底座上，选择孔径小于试样岩土的颗粒大小的T型压力板，试样放置在T型支架上，试样四周使用柔性材料进行包裹，并检查柔性材料的密封性和防水性。

步骤2. 通过控制装置使压力机上压头的底部与试样贴紧，从进水口缓慢注水至有机玻璃圆筒中，有机玻璃圆筒内的液面上升至出水口的位置并有水溢出，水量高度检测管内的液面保持稳定，直至在相同时间内出水口流出的水量保持相同，即为从出水口溢出的水流保持稳定流速。

步骤3. 在出水口的水流保持稳定流速的条件下，通过控制装置使压力机上压头对试样开始加压进行抗压试验，控制装置记录试验数据。

一种测试地应力对岩土渗透性影响的测量方法，包括以下步骤：

步骤1. 将试样存放装置放置于压力机底座上，选择孔径小于试样岩土的颗粒大小的T型压力板，试样放置在T型支架上，试样四周使用柔性材料进行包裹，并检查柔性材料的密封性和防水性；