[发明专利]一种柱状节理岩体渗流试验装置及制作方法

权利要求书

1.一种柱状节理岩体渗流试验装置，其特征在于：包括壳体，在壳体的两端分别设有进水装置和出水装置，在进水装置和出水装置之间放置有试样，所述进水装置和出水装置与试件之间分别设有圆砾层，所述进水装置与高压供水系统连接，所述壳体为透明材质制作，所述壳体周围设有自动拍照系统和同位素追踪系统，在试样内布设有微型传感器，微型传感器与孔隙水压力数据采集系统连接；所述高压供水系统通过进水装置向试件中供水，高压供水系统所供的水中放入了含染色剂的同位素化学试液，自动拍照系统、同位素追踪系统和孔隙水压力数据采集系统同时与控制器连接；所述自动拍照系统实现0.1～1s间隔拍照，所述同位素追踪系统为全行程、全覆盖同位素示踪，所述孔隙水压力数据采集系统实现实时数据采集与分析；所述试样的原料包含水泥、砂、水和消泡液，各组分的质量比为水泥：砂：水：消泡液＝2：1：0.8：0.04。

2.一种如权利要求1所述的柱状节理岩体渗流试验装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)试样制作：

a、模具制作：制作四周侧板、两块隔板、底座，利用四周侧板和底座组成一个整体，在底座上安装两个隔板，分隔为三个腔体，拼接完成的模具在长边两侧通过四个长螺栓固定形成一个统一整体；

b、在三个腔体中分别插入纵横交错的钢板，制备四棱柱、五棱柱与六棱柱，形成柱状节理网络；

c、按质量比为水泥：砂：水：消泡液＝2：1：0.8：0.04均匀振捣拌合后浇铸到三个腔体中，采用微型振捣棒对单柱浇注体进行振捣，浇铸完成后常温常湿度养护；

d、浇铸后试件养护8小时将钢板组成的柱状节理网络拔出；

e、按质量比为细砂：石膏：白水泥：水＝2：1：0.5：(1～1.5)均匀振捣拌合后灌注到柱状节理网络中，根据不同的节理充填程度，确定所需灌入柱状节理网络的材料质量，并在柱状节理网络中埋设微型传感器，养护24小时候后拆模形成单柱为四棱柱、或五棱柱或六棱柱中的一种或几种形状组合的立方体试样，拆模后养护28天用于渗流试验；

(2)将试件放入到壳体内，在试件的两端放置圆砾层，在壳体上盖上透明的盖板，在壳体的两端放置进水装置和出水装置，进水装置与高压供水系统连接；

(3)在壳体的周围布置自动拍照系统和同位素追踪系统；

(4)高压供水系统实现0～1MPa梯度水压供给，在水中放入同位素，自动拍照系统每个一段时间对时间进行拍照，将图像传送到控制器，同时同位素追踪系统将同位素信息传送到控制器。

3.根据权利要求2所述的柱状节理岩体渗流试验装置的制作方法，其特征在于：所述步骤(4)中，试验初始阶段，高压供水系统提供低于100kPa低压纯净水，在渗透水压的作用下节理充填物会慢慢失去粘结强度而从出水口流失。

4.根据权利要求2所述的柱状节理岩体渗流试验装置的制作方法，其特征在于：所述步骤(4)中，当出水口流出物逐渐变清至流量稳定时，将染色剂与同位素掺入到纯净水中。

5.根据权利要求2所述的柱状节理岩体渗流试验装置的制作方法，其特征在于：所述步骤(a)中，四周侧板和隔板上设有刻槽，刻槽深度为5mm。