[发明专利]裂隙岩体单元结构的等效导热系数测试系统与计算方法

摘要

本发明公开了一种裂隙岩体单元结构的等效导热系数测试系统与计算方法，在加热保温箱体中设有单裂隙渗流板，将提取的裂隙岩体单元结构模拟为由不同孔隙率的基质岩块和单裂隙构成，用岩石相似材料模拟基质岩块填充到加热保温箱体中的单裂隙渗流板周围设计出了裂隙岩体单元的等效导热系数测试系统，再通过调整单裂隙渗流板与热流方向的夹角可以模拟不同角度的单裂隙；改变试验条件后可以分析不同孔隙率基质岩块、不同角度的单裂隙、不同裂隙宽度、流体种类、不同裂隙内流体流量或压力梯度下的等效导热系数。本发明的装置和方法可以研究某孔隙率基质岩块和单裂隙水渗流条件下的裂隙岩体单元的等效导热系数，为整个裂隙岩体水热迁移研究奠定了基础。

主权项

1.一种裂隙岩体单元结构的等效导热系数测试系统，其特征在于，包括加热保温箱体(9)，所述加热保温箱体(9)包括四块侧板围成的箱壁和从上方和下方封住箱壁的水平保温板(9‑3)，所述四块侧板包括相对设置的一组加热板(9‑1)和相对设置的一组竖直保温板(9‑2)，每块竖直保温板(9‑2)上从一侧表面向另一侧表面设有贯通孔，贯通孔中装有可转动通水管(9‑2‑1)；每块加热板(9‑1)上皆设有一加热电极(9‑1‑1)，所述加热电极(9‑1‑1)通过一温度控制仪(15)连接至稳压电源(14)，所述加热板(9‑1)朝向加热保温箱体(9)的内侧表面设有温度传感器(9‑1‑2)；加热保温箱体(9)中设有单裂隙渗流板(10)，所述单裂隙渗流板(10)包括隔热环体(10‑1)和从两侧覆盖住隔热环体(10‑1)的高导热盖板(10‑2)，所述隔热环体(10‑1)由两两相对设置的一对弧形板Ⅰ(10‑1‑1)和一对弧形板Ⅱ(10‑1‑2)围成，每块弧形板Ⅰ(10‑1‑1)从外圈端面向内圈端面贯通设有渗流通孔(10‑1‑1a)；所述两块弧形板Ⅰ(10‑1‑1)中的渗流通孔(10‑1‑1a)露出弧形板Ⅰ(10‑1‑1)外圈端面的一端分别与两块竖直保温板(9‑2)上可转动通水管(9‑2‑1)伸入加热保温箱体(9)中的内端固定连通，且其中一个竖直保温板(9‑2)上的可转动通水管(9‑2‑1)露出加热保温箱体(9)的外端通过注入管(17)与一矿井水注入装置连通，另一个竖直保温板(9‑2)上的可转动通水管(9‑2‑1)露出加热保温箱体(9)的外端通过一出水管连通至外部，出水管上设有背压阀(13)；所述两块竖直保温板(9‑2)上的可转动通水管(9‑2‑1)的外端分别设有一压力传感器(12)；所述温度传感器(9‑1‑2)、压力传感器(12)分别连接至一数据采集器。