[发明专利]一种用于剪切渗流试验的试验装置及试验方法

说明书

本发明提供了一种用于剪切渗流试验的试验装置，包括加压装置、第一剪切盒、剪切头和第二剪切盒；加压装置设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，第一剪切盒的开口端与第二剪切盒的开口端在加压装置的压力作用下贴合，第一剪切盒和第二剪切盒形成用于放置试样的盒体，加压装置用于对盒体内的试样施加压力；剪切头用于推动第一剪切盒和第二剪切盒间相对运动；剪切头的施力方向与加压装置的施力方向相互垂直。采用瞬时压力脉冲法和稳态法两种方法进行渗透率的测试，可以同时测得岩样在加载初期以及加载后期的渗透率，解决了稳态法在加载初期几乎不能得到岩样渗透率的问题。本发明还提供了一种采用所述用于剪切渗流试验的试验装置进行试验的方法。

技术领域

本发明涉及实验测量仪器技术领域，具体涉及一种用于剪切渗流试验的试验装置及试验方法。

背景技术

采用天然岩石进行的岩石力学试验是了解岩石力学特性的基本方法，也是岩石力学学科中最重要的、最基础性的内容。通过合理的试验测试，获得可靠的岩石力学参数，为岩石工程设计和工程地质评价提供重要支撑数据，对工程安全性、经济性影响极为重大。

岩石剪切试验是测试岩体基本力学性能的一种常用测试方法，但是，岩体所处的环境会对其力学性能产生较大的影响，如同一性质的岩体在干燥和饱水状态下的强度可能存在明显差异。对于一些山岭隧道或引水隧洞工程，围岩中很可能存在承压水。为了评估承压水作用下岩石的剪切力学性能，最有效的方法是展开室内岩样测试。

虽然目前已有一些剪切盒装置，如申请号为201921868231.9的中国专利公开了一种用于岩石直剪试验的刚性剪切盒；申请号为202010475797.6的中国专利公开了一种剪切渗流耦合破坏过程可视化的试验装置及方法；但这些装置均不能在同时考虑承压水状况下开展岩石的剪切力学实验及渗透率测试实验。

综上所述，急需一种用于剪切渗流试验的试验装置及试验方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于剪切渗流试验的试验装置，旨在解决现有的剪切试验装置不能在同时考虑承压水状况下开展岩石的剪切力学实验及渗透率测试实验，具体技术方案如下：

一种用于剪切渗流试验的试验装置，包括加压装置、第一剪切盒、剪切头和第二剪切盒；所述加压装置设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，所述第一剪切盒的开口端与第二剪切盒的开口端在加压装置的压力作用下贴合，第一剪切盒和第二剪切盒形成用于放置试样的盒体，且所述加压装置用于对盒体内的试样施加压力；所述剪切头设置于第一剪切盒或第二剪切盒上，所述剪切头用于推动第一剪切盒和第二剪切盒间相对运动；所述剪切头的施力方向与加压装置的施力方向相互垂直；所述第一剪切盒上设有进水口和第一接口，所述第二剪切盒上设有第二接口和出水口；所述第二接口和出水口设置于第二剪切盒的同一侧，所述第一接口与第二接口相对设置。

以上技术方案中优选的，所述第一剪切盒的外侧壁上设有剪切头卡槽，所述剪切头设置于所述剪切头卡槽中。

以上技术方案中优选的，所述加压装置包括加压件和弹簧，所述加压件包括相对设置的第一压板和第二压板，所述第一压板和第二压板之间通过压力轴连接；所述第一剪切盒上设有加压孔，所述压力轴活动设置于所述加压孔中，所述第二压板位于第一剪切盒的内部，用于对试样施加压力；所述弹簧的两端连接第一压板和第一剪切盒。

以上技术方案中优选的，所述第一剪切盒上绕加压孔均设有多件钢柱，所述弹簧与钢柱一一对应设置，所述弹簧通过钢柱设置于所述第一剪切盒上。

以上技术方案中优选的，所述加压装置还包括压头和滚柱，多件滚柱并排设置于所述第一压板上，所述压头设置于所述滚柱上，通过滚柱滚动实现压头与第一压板之间相对运动。

以上技术方案中优选的，所述压力轴与加压孔之间设有密封环，所述加压孔的内壁上设有凸起，所述密封环设置于所述凸起上。