本实用新型专利技术公开了一种组合式渗流试样及渗流试验装置，包括上部结构，上部结构设置在下部结构的上部；通过左榫块将上部结构和下部结构的左端连接在一起；通过右榫块将上部结构和下部结构的右端连接在一起；上部结构的下表面设置有上部节理面，下部结构的上表面设置有下部节理面，上部节理面和下部节理面设置有渗流裂隙；通过将渗流试样固定连接在连接装置上，连接装置依次与增压泵、连接水管及储水箱连通；通过增压泵可实现不同水压的调节，满足了不同水压的渗流试验；连接装置与渗流试样之间密封连接，确保了渗流装置的密封性及水压的稳定性；本实用新型专利技术可进行不同水压、不同裂隙宽度、不同粗糙度及不同面积接触率的粗糙裂隙渗流试验。
A combined seepage sample and seepage test device
【技术实现步骤摘要】
一种组合式渗流试样及渗流试验装置
本技术属于岩土工程室内试验
，特别涉及一种组合式渗流试样及渗流试验装置。
技术介绍
节理面是岩体结构中常见的结构面之一，由于粗糙节理面的存在，使得岩体的强度、变形和渗流特征发生了显着变化。粗糙节理裂隙是水、油、气或其他流体流动的渗流场所，裂隙渗流将对地下隧道，煤层气储层或油气藏等稳定性产生重要影响。因此，深入研究节理面的粗糙度、起伏度及裂隙宽度等因素对粗糙节理面渗流特性的影响规律。对于油气存储、地下隧道等工程具有重要的应用价值。岩体裂隙的粗糙度、起伏度、裂隙开度及贯通度都对岩体裂隙的渗流产生重要的影响。目前，对于裂隙粗糙度的刻画常用的手段是采用节理面粗糙系数(JRC)对节理粗糙度进行描述，节理面粗糙度系数(JRC)是Barton等通过大量试验获得十条标准的曲线，采用JRC对节理粗糙度进行描述时只能够通过预估的方法获得，因此，存在着很大的不确定性。对于粗糙节理面的制备通常采用劈裂试验或者水泥砂浆倒模等方法，但这些方法往往不能真实反映节理面粗糙程度，因此会对渗流试验结果产生较大的影响。裂隙开度是影响渗流效果的重要因素之一，在岩石裂隙开度一般很细小，天然岩石裂隙开度一般在3mm以下，因此精准控制裂隙开度是渗流试验的重点和难点工作之一，以往的渗流试验装置对于裂隙开度的控制并不十分精确，这将会对试验结果产生一定的影响。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本技术提供一种组合式渗流试样及渗流试验装置。为实现上述目的，本技术的技术方案为：本技术提出了一种组合式渗流试样，包括上部结构、下部结构、左榫块及右榫块，上部结构设置在下部结构的上部；通过左榫块将上部结构的左端和下部结构的左端连接在一起；通过右榫块将上部结构的右端和下部结构的右端连接在一起；上部结构的下表面设置有上部节理面，下部结构的上表面设置有下部节理面，上部节理面和下部节理面设置有渗流裂隙。进一步的，上部结构的左端设置有左上部凹槽，上部结构的右端设置有右上部凹槽；下部结构的左端设置有左下部凹槽，下部结构的右端设置有右下部凹槽；左上部凹槽和左下部凹槽对称设置形成左端部凹槽，右上部凹槽和右下部凹槽对称设置形成右端部凹槽；左榫块嵌接配合设置在左端部凹槽内，右榫块嵌接配合设置在右端部凹槽内。进一步的，还包括上压板、下压板及紧固件，上压板设置在上部结构的上表面，下压板设置在下部结构的下表面，上压板和下压板两端通过紧固件连接，通过上压板和下压板将上部结构、下部结构、左榫块及右榫块压紧密封固定在一起。进一步的，左榫块和右榫块均采用刚性光敏树脂材料，左榫块和右榫块通过3D打印制作。进一步的，上部结构上的上部节理面和下部结构上的下部节理面均采用3D打印制作。进一步的，左榫块与左端部凹槽之间涂抹有凡士林，右榫块与右端部凹槽之间涂抹有凡士林。进一步的，左榫块的高度大于左端部凹槽的深度，右榫块的高度大于右端部凹槽的深度；左榫块或右榫块的高度较左端部凹槽或右端部凹槽高出的部分与渗流裂隙的宽度相匹配。本技术还提供了一种渗流试验装置，包括渗流试样、储水箱、连接水管、增压泵、连接装置、量杯及电子秤；储水箱的出水口与连接水管的一端连通，连接水管的另一端与增压泵的进口端连通，增压泵的出口端与连接装置的进水口端连通，渗流试样密封连接在连接装置的出水口端，渗流试样的渗流出口端设置有量杯，量杯设置在电子秤上。进一步的，连接装置包括进水管、连接空腔及压力传感器，进水管的一端与增压泵的出口端连接，进水管的另一端与连接空腔连通，连接空腔采用梯形空腔，渗流试样固定安装在连接空腔的大开口端；压力传感器设置在连接空腔内，且靠近连接空腔的大开口端设置。进一步的，还设置有稳压阀，稳压阀设置在的一端与增压泵的出口端连通，稳压阀的另一端与连接装置的进水口端连通。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供了一种组合式渗流试样，通过将左榫块和右榫块设置在上部节理面和下部节理面之间，实现了对渗流裂隙的精确控制；本技术结构紧凑、测量精准、易于操作、拆卸简便且能够重复利用。进一步的，通过上压板和下压板将上部结构、下部结构、左榫块及右榫块紧密结合，保证了渗流裂隙的宽度满足试验要求，同时确保了渗流试验过程中渗流试样的密封性。进一步的，左榫块和右榫块采用刚性光敏树脂，确保了试验过程中渗流裂隙不会出现变形，左榫块和右榫块采用3D打印制作，实现了对渗流裂隙宽度的精确控制。进一步的，上部节理面和下部节理面采用分形维数和标准差对节理面粗糙程度进行控制，分形理论能够真实体现岩石节理面的粗糙程度，相较于其他节理描述方法更加真实可靠；上部节理面和下部节理面均采用3D打印制备，3D打印技术具备高精度，能够更加准确控制节理面的粗糙程度。进一步的，在左榫块或右榫块与左端部凹槽或右端部凹槽之间设置凡士林，确保了渗流试样的密封性。进一步的，左榫块或右榫块的高度较左端部凹槽或右端部凹槽高出的部分与渗流裂隙的宽度相匹配，通过更换不同高度的左榫块或右榫块，满足了不同裂隙宽度渗流试样，实现了任意裂隙跨宽度的渗流试验。本技术还提供了一种渗流试验装置，通过将渗流试样固定连接在连接装置上，连接装置依次与增压泵、连接水管及储水箱连通；通过增压泵可实现不同水压的调节，满足了不同水压的渗流试验；连接装置与渗流试样之间密封连接，确保了渗流装置的密封性及水压的稳定性；本技术可进行达西非达西渗流试验，可实现不同水压、不同裂隙宽度、不同粗糙度及不同面积接触率的粗糙裂隙试验。进一步的，连接装置设置有梯形空腔，通过连接装置实现了将圆形接水管中的水流向渗流试样的方形结构中进行转换，从而实现渗流试样的全截面流；并通过压力传感器对增压泵出水压力进行精密测量，确保了渗流试验的准确性。进一步的，水流经过稳压阀，在稳压阀的作用下，水流趋于稳定，不会出现拥水现象，影响试验结果。附图说明图1为本技术所述的组合式渗流试样的爆炸图；图2为本技术所述的组合式渗流试样的拼装结构示意图；图3为本技术所述的组合式渗流水样中的上部节理面或下部节理面的二维剖面示意图；图4为本技术所述的组合式渗流试样中的上部节理面或下部节理面的三维结构示意图；图5为本技术所述的渗流试验装置的整体结构示意图；图6为本技术所述的渗流试验装置中的连接装置立体结构示意图；图7为本技术所述的渗流试验装置中的连接装置正面结构示意图。其中，1渗流试样，2储水箱，3连接水管，4阀门开关，5增压泵，6稳压阀，7连接装置，8量杯，9电子秤；11上部结构，12下部结构，13左榫块，14右榫块，15上压板，16下压板，17紧固件；111左上部凹槽，112右上部凹槽，113上部节理面，121左下部凹槽，122左下部凹槽，123下部节理面；71进水管，72连接空腔，73压力传感器。具体实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种组合式渗流试样，其特征在于，包括上部结构(11)、下部结构(12)、左榫块(13)及右榫块(14)，上部结构(11)设置在下部结构(12)的上部；通过左榫块(13)将上部结构(11)的左端和下部结构(12)的左端连接在一起；通过右榫块(14)将上部结构(11)的右端和下部结构(12)的右端连接在一起；上部结构(11)的下表面设置有上部节理面(113)，下部结构(12)的上表面设置有下部节理面(123)，上部节理面(113)和下部节理面(123)设置有渗流裂隙。/n
【技术特征摘要】
1.一种组合式渗流试样，其特征在于，包括上部结构(11)、下部结构(12)、左榫块(13)及右榫块(14)，上部结构(11)设置在下部结构(12)的上部；通过左榫块(13)将上部结构(11)的左端和下部结构(12)的左端连接在一起；通过右榫块(14)将上部结构(11)的右端和下部结构(12)的右端连接在一起；上部结构(11)的下表面设置有上部节理面(113)，下部结构(12)的上表面设置有下部节理面(123)，上部节理面(113)和下部节理面(123)设置有渗流裂隙。
2.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，上部结构(11)的左端设置有左上部凹槽(111)，上部结构(11)的右端设置有右上部凹槽(112)；下部结构(12)的左端设置有左下部凹槽(121)，下部结构(12)的右端设置有右下部凹槽(122)；左上部凹槽(111)和左下部凹槽(121)对称设置形成左端部凹槽，右上部凹槽(112)和右下部凹槽(122)对称设置形成右端部凹槽；左榫块(13)嵌接配合设置在左端部凹槽内，右榫块(14)嵌接配合设置在右端部凹槽内。
3.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，还包括上压板(15)、下压板(16)及紧固件(17)，上压板(15)设置在上部结构(11)的上表面，下压板(16)设置在下部结构(12)的下表面，上压板(15)和下压板(16)两端通过紧固件(17)连接，通过上压板(15)和下压板(16)将上部结构(11)、下部结构(12)、左榫块(13)及右榫块(14)压紧密封固定在一起。
4.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，左榫块(13)和右榫块(14)均采用刚性光敏树脂材料，左榫块(13)和右榫块(14)通过3D打印制作。
5.根据权利要求1所述的一种组合式渗流试样，其特征在于，上部...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹培杰，何志，赵灿，晏长根，齐群，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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