一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置

摘要

本发明属于裂隙介质渗流技术领域，具体涉及一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置。本发明的装置包括平台、进水管、出水管、测压管和渗透水压力传感器，所述平台为具有一定厚度的立方体，其放置于待测裂隙介质上表面；进水管、出水管和若干个测压管互不交叉地设置在平台内部：进水管和出水管为两端开放的管道，进水管的一端和出水管的一端位于平台与待测裂隙介质的接触面上；测压管为一端开放的管道，其开放的一端位于平台与待测裂隙介质的接触面上，且测压管开放端安装有渗透水压力传感器。本发明的装置能够实时、实地测量裂隙介质在不同渗流路径下的渗透水压，得到裂隙介质在不同渗流区段观测定位点处的准确渗透水压。

说明书

技术领域

本发明属于裂隙介质渗流技术领域，具体涉及一种裂隙介质不同渗流路 径渗透水压测定装置。

背景技术

裂隙介质渗流研究属于裂隙介质基本力学特性的研究范畴，特别是研究 单裂隙情况下裂隙介质的渗透特性尤为重要，其对于裂隙介质在裂隙网络情 况下的渗透特性研究起着基础性的指导作用。对于岩石类含裂隙的准脆性材 料，渗透性能是决定工程岩体长期安全性的重要因素。评价工程岩体长期稳 定性的渗透参数是通过监测裂隙岩体在流体进入时获得，特别是监测该裂隙 介质表面在不同时刻、不同渗流路径下的渗透水压，其对于研究裂隙介质的 渗透特性具有至关重要的意义。

现有用于裂隙介质渗透水压测定的装置，其测量的对象为裂隙介质自身， 其测得的渗透水压反映了该裂隙介质在整个渗流路径下的渗透水平，不能实 现裂隙介质在不同渗透路径下渗透水压的测定，导致获得的渗透参数运用于 工程上时并不准确，不能反映某一渗透区段渗透特性的变化，影响测量结果 实际应用的科学性；此外，现有的大多数渗透水压测试装置仅适用于圆柱形 试件渗透试验测试的情况。因此，如何实现裂隙介质在不同渗流路径下渗透 水压的测定是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有技术中的裂隙介质渗透水压测定装 置难以测量裂隙介质在不同渗流区段观测定位点处的渗透水压。

本发明的技术方案如下所述：

一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置，包括：平台、进水管、 出水管、测压管和渗透水压力传感器，所述平台为具有一定厚度的立方体， 其放置于待测裂隙介质上表面；进水管、出水管和若干个测压管互不交叉地 设置在平台内部：进水管和出水管为两端开放的管道，进水管的一端和出水 管的一端位于平台与待测裂隙介质的接触面上；测压管为一端开放的管道， 其开放的一端位于平台与待测裂隙介质的接触面上，且测压管开放端安装有 渗透水压力传感器。

作为优选方案：

所述平台截面尺寸大于待测裂隙介质的截面尺寸。

所述进水管、出水管和测压管均呈倒置“L”形，均包括位于平台左/右侧 面的水平端口和向下的、位于平台与待测裂隙介质的接触面的竖直端口；其 中，所述倒置“L”形测压管由相通的竖直测压管和水平测压管组成，不同测压 管的竖直测压管长度不同；进水管、出水管和竖直测压管管道孔径相同。

作为进一步的优选方案：

本裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置包括5个进水管、5个出水 管和25个测压管，进水管、出水管和测压管的竖直端口呈5行7列矩阵状均 匀分布在平台与待测裂隙介质的接触面上：5个进水管分布在第1列；5个出 水管分布在第7列；测压管分布在第2～6列。

所述平台表面粗糙度优选小于等于1.6；进所述水管、出水管和测压管表 面粗糙度优选均小于等于3.2。

本发明的有益效果为：

（1）本发明的一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置，能够实时、 实地测量裂隙介质在不同渗流路径下的渗透水压，得到裂隙介质在不同渗流 区段观测定位点处的准确渗透水压；

（2）本发明的一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置，通过渗透 水压力传感器，能够获得不同渗流路径长度、不同水压力情况下的渗透系数；

（3）本发明的一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置，操作方便、 测量便捷，而且测量结果准确可靠，特别适合于岩石、混凝土类准脆性材料 的渗透性能测试。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为图1下表面结构示意图。

图中，1-平台，2-水平测压管，3-竖直测压管，4-进水管，5-出水管，6- 渗透水压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压 测定装置进行详细说明。

本实施例的一种裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置，包括：平台 1、进水管4、出水管5、测压管和渗透水压力传感器6。其中，所述平台1 为具有一定厚度的立方体，其放置于待测裂隙介质上表面；进水管4、出水 管5和若干个测压管互不交叉地设置在平台1内部：进水管4和出水管5为 两端开放的管道，进水管4的一端和出水管5的一端位于平台1与待测裂隙 介质的接触面上；测压管为一端开放的管道，其开放的一端位于平台1与待 测裂隙介质的接触面上，且测压管开放端安装有渗透水压力传感器6。

所述平台1放置于待测裂隙介质上表面，二者接触面形成裂隙缝隙。其 中，平台1的截面尺寸大于待测裂隙介质的截面尺寸；平台1表面粗糙度小 于等于1.6。

如图1所示，本实施例中的进水管4、出水管5和测压管均呈倒置“L” 形，均包括位于平台1左/右侧面的水平端口和向下的、位于平台1与待测裂 隙介质的接触面的竖直端口。其中，所述倒置“L”形测压管由相通的竖直测 压管3和水平测压管2组成，不同测压管的竖直测压管3长度不同；进水管 4、出水管5和竖直测压管3管道孔径相同。进水管4、出水管5和测压管表 面粗糙度均小于等于3.2。

本实施例的裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置，包括5个进水管 4、5个出水管5和25个测压管。如图2所示，进水管4、出水管5和测压管 的竖直端口呈5行7列矩阵状均匀分布在平台1与待测裂隙介质的接触面上： 5个进水管4分布在第1列；5个出水管5分布在第7列；测压管分布在第 2～6列。

本实施例的裂隙介质不同渗流路径渗透水压测定装置工作时：将平台1 放置于待测裂隙介质上表面，水流从进水管4注入，从出水管5流出，通过 与出水管5相连的流量采集器，获得流出水流的流速及流量等渗透试验参数； 通过不同测压管下方安装的渗透水压力传感器6测得的数值，获得不同测压 管所对应的渗流路径的渗透系数。