破碎巖石三軸滲流試驗系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種破碎巖石三軸滲流試驗系統，包括電子萬能試驗機、滲透裝置、滲透液液壓系統、圍壓液壓系統、電子分析天平和計算機，電子分析天平上放置有量筒；滲透裝置包括底座、外缸筒、筒蓋、下壓頭、內缸筒、套筒、下半凹面壓頭、上半凸面壓頭和活塞，活塞上設有滲透液出口，底座上設有滲透液入口，底座側部設有圍壓液入口；滲透液液壓系統包括滲透液箱、第一液壓泵、單向閥、滲透液壓力表和滲透液溢流閥，圍壓液壓系統包括圍壓液箱、第二液壓泵、圍壓液壓力表和圍壓液溢流閥；另外，本發明還提供了利用該系統進行破碎巖石三軸滲流試驗的方法。本發明能夠真實地反映破碎巖樣滲透過程中的變形情況，能夠準確地測量巖樣初始高度，試驗精度高。
【專利說明】破碎巖石三軸滲流試驗系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于巖石力學性質試驗【技術領域】，尤其是涉及一種破碎巖石三軸滲流試驗系統及方法。
【背景技術】
[0002]為了研究煤巖體在三向受壓狀態下的滲流特性，國內外已經做了諸多的試驗研究，總結起來，所做的試驗研究基本上可分為兩種:一種是對標準圓柱體巖樣進行圍壓可調的三軸滲流試驗；另一種是對破碎巖樣進行圍壓不可調的三軸滲流試驗。然而，第一種試驗盡管能對圍壓進行調節，但是該裝置只能適用于標準圓柱體巖樣，不能對破碎巖樣進行三軸滲流試驗；第二種試驗雖然能適用于破碎巖樣，但是不能對圍壓進行調節。礦井深部堆積的巖體通常為破碎巖體，該巖體往往具有很高的圍壓，且圍壓各不相同，若不能調節圍壓，不能提供高強圍壓，試驗所得到的破碎巖石滲流特性勢必與真實情況相差甚遠，因此以上兩種試驗不能很好的滿足破碎巖石三軸滲流試驗。而針對此問題，諸多學者也曾提出圍壓可調的破碎巖石三軸滲流試驗系統的構想，但是由于破碎巖樣圍壓難以控制、孔隙度和滲透截面積難以測定、裝料和密封難以實現等問題不能很好解決，因此至今都沒有設計出很好的破碎巖石三軸滲流試驗系統。
[0003]另外，在研究煤巖體的滲流特性時，國內外學者做了較多的試驗，測量流量的方法總結起來可以分為兩種:一種是用量筒測量滲透液體積，秒表測量時間；另一種是直接在管路上安裝流量計。然而第一種方法的量筒讀液體體積和人工控制秒表存在很大誤差；第二種在滲透液流量較小時，流量計測流量的誤差很大，且二種方法均不能斷定滲流穩定時段。巖石的滲流屬于小流量滲流，在巖石滲流試驗中，流量是非常重要的參數，因此如何準確測量此參數成為試驗的關鍵。而且，現有技術中的破碎巖樣三軸滲流試驗用滲透裝置還存在以下缺陷和不足:(1)只有一層徑向固定的缸筒，該缸筒限制了破碎巖樣在滲流過程中的徑向變形，不能真實地反映破碎巖樣滲透過程中的變形情況；(2)不能直接測量所裝巖樣的初始高度，需額外配備鋼尺等測量工具，給試驗增加了測量誤差；(3)滿足不了圍壓可調的破碎巖石三軸滲流試驗所需的滲透時破碎巖樣的滲透截面積可測量和破碎巖樣密封嚴實、防止圍壓液進入等要求。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計合理、裝配使用方便、密封性能好、能夠真實地反映破碎巖樣滲透過程中的變形情況的破碎巖石三軸滲流試驗系統。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:包括電子萬能試驗機、滲透裝置、滲透液液壓系統、圍壓液壓系統、電子分析天平和計算機，所述滲透裝置對中放置在電子萬能試驗機的底座上，所述電子分析天平上放置有量筒，所述電子萬能試驗機和電子分析天平均與計算機相接；[0006]所述滲透裝置包括底座、固定連接在底座頂部的外缸筒和固定連接在外缸筒頂部的筒蓋，所述底座頂部中間位置處設置有凹槽，所述凹槽內放置有下壓頭，所述外缸筒內設置有位于下壓頭頂部的內缸筒和位于內缸筒頂部的套筒，所述下壓頭、內缸筒和套筒通過電工膠帶纏繞為一個整體，所述套筒內從下到上依次設置有下半凹面壓頭、上半凸面壓頭和活塞，所述下壓頭上端面與下半凹面壓頭下端面之間的空間為用于放置破碎巖樣的破碎巖樣容腔，所述下半凹面壓頭和上半凸面壓頭相配合且其中心均設置有滲透液傳輸通道，所述活塞上設置有刻度，所述活塞向上穿出到所述筒蓋外部，且所述筒蓋的中間位置處設置有供活塞穿過的通孔，所述活塞的上端面位于所述電子萬能試驗機的壓頭的正下方，所述活塞上沿軸線方向設置有滲透液流出通道，所述活塞上設置有與所述滲透液流出通道相連通的滲透液出口，所述底座的中部和下壓頭的中部設置有與破碎巖樣容腔相連通的滲透液流入通道，所述底座上設置有與滲透液流入通道相連通的滲透液入口，所述底座上設置有與外缸筒和內缸筒之間的空間相連通的圍壓液流入通道，所述底座側部設置有與圍壓液流入通道相連通的圍壓液入口，所述外缸筒側面設有排氣口，所述排氣口上連接有排氣口塞；
[0007]所述滲透液液壓系統包括滲透液箱和一端與滲透液箱連接的滲透液流入管，所述滲透液流入管的另一端與滲透液入口連接，所述滲透液流入管上從連接滲透液箱到滲透液A 口的方向依次連接有第一液壓泵和單向閥，位于第一液壓泵和單向閥之間的一段滲透液流入管上連接有滲透液溢流管，所述滲透液溢流管上連接有滲透液壓力表和滲透液溢流閥，所述滲透液出口上連接有插入量筒內的滲透液流出管；位于滲透液溢流管和單向閥之間的一段滲透液流入管上連接有滲透液流量計，位于單向閥和滲透液入口之間的一段滲透液流入管上連接有用于對流入滲透裝置內的滲透液溫度進行檢測的第一溫度計，滲透液流出管上連接有用于對流出滲透裝置內的滲透液溫度進行檢測的第二溫度計；
[0008]所述圍壓液壓系統包括圍壓液箱和一端與圍壓液箱連接的圍壓液流入管，所述圍壓液流入管的另一端與圍壓液入口連接，所述圍壓液流入管上連接有第二液壓泵，位于第二液壓泵和圍壓液入口之間的一段圍壓液流入管上連接有圍壓液溢流管，所述圍壓液溢流管上連接有圍壓液壓力表和圍壓液溢流閥，位于圍壓液溢流管和圍壓液入口之間的一段圍壓液流入管上連接有圍壓液回流管，所述圍壓液回流管上連接有圍壓液回流閥。
[0009]上述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述底座與下壓頭之間、底座與外缸筒之間、外缸筒與筒蓋之間、下半凹面壓頭和上半凸面壓頭之間、套筒與活塞之間以及筒蓋與活塞之間均設置有密封圈。
[0010]上述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述外缸筒通過第一螺栓固定連接在底座頂部，所述筒蓋通過第二螺栓固定連接在外缸筒頂部。
[0011]上述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述下壓頭外輪廓的形狀、內缸筒外輪廓的形狀和套筒外輪廓的形狀均為圓柱狀，所述內缸筒的內徑和套筒的內徑相等，且所述下壓頭的外徑、內缸筒的外徑和套筒的外徑均相等。
[0012]上述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述內缸筒由多個從下到上依次疊放在一起的圓環構件組合而成，所述圓環構件由四個四分之一圓環卡合連接而成。
[0013]上述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述四分之一圓環的一端設置有凸起，所述凸起上設置有中間銷釘孔；所述四分之一圓環的另一端設置有與凸起相配合的凹槽，位于凹槽上方和下方的四分之一圓環上分別設置有與中間銷釘孔相配合的上銷釘孔和下銷釘孔。
[0014]本發明還提供了一種能夠測量孔隙度、能夠測試在不同的圍壓調節下煤礦深部破碎堆積巖體的滲流特性、試驗精度高的破碎巖石三軸滲流試驗方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0015]步驟一、組裝破碎巖石三軸滲流試驗系統，其具體過程為:
[0016]步驟101、將多個圓環構件從下到上依次疊放在一起，并將四個銷釘分別穿入上下對齊的四組上銷釘孔、中間銷釘孔和下銷釘孔中，組合成內缸筒；
[0017]步驟102、將內缸筒放置在下壓頭上，并用電工膠帶從下到上將下壓頭與內缸筒纏
繞在一起；
[0018]步驟103、去除四個銷釘，在內缸筒的頂部放置套筒，并用電工膠帶繼續從下到上將內缸筒與套筒纏繞在一起；
[0019]步驟104、在內缸筒和套筒內放入起始高度為hQQ的破碎巖樣，其中，h00<H, H為內缸筒的高度；
[0020]步驟105、在破碎巖樣的頂部放置下半凹面壓頭，再在下半凹面壓頭頂部放置上半凸面壓頭；
[0021]步驟106、將步驟101?步驟105組裝完成的整體放置在設置在底座頂部中間位置處的凹槽內；
[0022]步驟107、將外缸筒放置在底座頂部并將外缸筒固定連接在底座頂部；
[0023]步驟108、將活塞穿過設置在筒蓋中間位置處的通孔中，并將筒蓋放置在外缸筒頂部，且將筒蓋固定連接在外缸筒頂部，同時保證活塞插入到套筒內；
[0024]步驟109、將滲透液流入管連接到滲透液入口上，并將滲透液流出管連接到滲透液出口上；
[0025]步驟1010、將圍壓液流入管連接到圍壓液入口上；
[0026]步驟1011、將滲透液流出管插入量筒內，并將量筒放置在電子分析天平上；
[0027]步驟1012、將電子萬能試驗機和電子分析天平均與計算機連接,并將步驟101?步驟108組裝完成的滲透裝置對中放置在電子萬能試驗機的底座上，且使活塞的上端面位于所述電子萬能試驗機的壓頭的正下方；
[0028]步驟二、測量破碎巖樣的初始高度Iitl:在計算機上，打開預先安裝好的電子萬能試驗機軟件和電子分析天平軟件，操作電子萬能試驗機軟件啟動電子萬能試驗機，并設定電子萬能試驗機的壓頭下壓活塞的速度參數，電子萬能試驗機的壓頭根據設定的速度參數下壓活塞，當顯示在電子萬能試驗機軟件中的壓頭壓力參數開始增大時，判斷為活塞、上半凸面壓頭、下半凹面壓頭和破碎巖樣四者已充分接觸，操作電子萬能試驗機軟件使電子萬能試驗機的壓頭停止下壓；此時，查看活塞上的刻度，得到活塞露出筒蓋外部的高度h3，并根據公式hfhi+hfhJb-hfh-he計算出破碎巖樣的初始高度tv其中，Ii1為設置在底座頂部中間位置處的凹槽的深度，h2為外缸筒的高度，h4為活塞的高度，h5為充分接觸在一起后的上半凸面壓頭和下半凹面壓頭的總高度，h6為下壓頭的高度，h7為筒蓋的高度；
[0029]步驟三、給破碎巖樣加載壓力為B1MPa的圍壓:取下連接在排氣口上的排氣口塞，打開排氣口，打開圍壓液溢流閥的進液開關，開啟圍壓液壓系統，圍壓液箱內的圍壓液經過第二液壓泵加壓后經由圍壓液流入管和圍壓液入口流入外缸筒與內缸筒之間的空間內；當排氣口有圍壓液流出時，將排氣口塞連接在排氣口上，關閉排氣口 ；調節圍壓液溢流閥，使圍壓液壓力表顯示B1MPa,此時即將圍壓液壓力調節到了 B1MPa,圍壓液將壓力作用傳遞給纏繞有電工膠帶的內缸筒，內缸筒再將壓力作用傳遞給其內部的破碎巖樣；其中，a:的取值為大于O的有理數；
[0030]步驟四、給破碎巖樣中通入壓力為ID1MPa的滲透液并記錄從滲透液出口中流出的滲透液的重量:打開滲透液溢流閥的進液開關，開啟滲透液液壓系統，調節滲透液溢流閥，使滲透液壓力表顯示hMPa，此時即將滲透液壓力調節到了 hMPa，滲透液箱內的滲透液經過第一液壓泵加壓后經由滲透液流入管和滲透液入口流入滲透液流入通道中，從破碎巖樣底部開始向上滲透，當滲透液滲透到滲透液出口處時，從滲透液出口中流出并經滲透液流出管流入量筒中，電子分析天平每隔時間A t記錄一次滲透液的重量G，并將記錄到的滲透液的重量G傳輸給計算機，計算機上的電子分析天平軟件上顯示出滲透液的重量G隨時間t變化的曲線；其中，h的取值為大于0的有理數；
[0031 ] 步驟五、記錄破碎巖樣滲流流量、流入滲透裝置內的滲透液溫度和流出滲透裝置內的滲透液溫度:查看顯示在電子分析天平軟件上的滲透液的重量G隨時間t變化的曲線，當滲透液的重量G隨時間t變化的曲線趨近于一條直線時，說明破碎巖樣滲流已穩定，此時，查看滲透液流量計的示數，當滲透液流量計上沒有流量示數時，記錄下此時的時刻t1;用秒表記錄量筒中滲透液體積增加的時間段t2，對量筒讀數得到時刻量筒中滲透液體積
和t1+t2時刻量筒中滲透液體積并根據公式
【權利要求】
1.一種破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:包括電子萬能試驗機(19)、滲透裝置(20)、滲透液液壓系統、圍壓液壓系統、電子分析天平(21)和計算機(22)，所述滲透裝置(20)對中放置在電子萬能試驗機(19)的底座上，所述電子分析天平(21)上放置有量筒(23)，所述電子萬能試驗機(19)和電子分析天平(21)均與計算機(22)相接； 所述滲透裝置(20)包括底座(1)、固定連接在底座(1)頂部的外缸筒(4)和固定連接在外缸筒(4)頂部的筒蓋(7)，所述底座(1)頂部中間位置處設置有凹槽，所述凹槽內放置有下壓頭(15)，所述外缸筒(4)內設置有位于下壓頭(15)頂部的內缸筒(14)和位于內缸筒(14)頂部的套筒(5)，所述下壓頭(15)、內缸筒(14)和套筒(5)通過電工膠帶纏繞為一個整體，所述套筒(5)內從下到上依次設置有下半凹面壓頭(12)、上半凸面壓頭(11)和活塞(8)，所述下壓頭(15)上端面與下半凹面壓頭(12)下端面之間的空間為用于放置破碎巖樣的破碎巖樣容腔(13)，所述下半凹面壓頭(12)和上半凸面壓頭(11)相配合且其中心均設置有滲透液傳輸通道(45 )，所述活塞(8 )上設置有刻度，所述活塞(8 )向上穿出到所述筒蓋(7)外部，且所述筒蓋(7)的中間位置處設置有供活塞(8)穿過的通孔，所述活塞(8)的上端面位于所述電子萬能試驗機(19)的壓頭的正下方，所述活塞(8)上沿軸線方向設置有滲透液流出通道(18)，所述活塞(8)上設置有與所述滲透液流出通道(18)相連通的滲透液出口(9)，所述底座(1)的中部和下壓頭(15)的中部設置有與破碎巖樣容腔(13)相連通的滲透液流入通道(3 )，所述底座(1)上設置有與滲透液流入通道(3 )相連通的滲透液入口( 2 )，所述底座(1)上設置有與外缸筒(4)和內缸筒(14)之間的空間相連通的圍壓液流入通道 (46)，所述底座(1)側部設置有與圍壓液流入通道(46)相連通的圍壓液入口(17)，所述外缸筒(4 )側面設有排氣口( 6 )，所述排氣口( 6 )上連接有排氣口塞(44 ); 所述滲透液液壓系統包括滲透液箱(24)和一端與滲透液箱(24)連接的滲透液流入管(25),所述滲透液流入管(25)的另一端與滲透液入口(2)連接，所述滲透液流入管(25)上從連接滲透液箱(24)到滲透液入口(2)的方向依次連接有第一液壓泵(26)和單向閥(27)，位于第一液壓泵(26 )和單向閥(27 )之間的一段滲透液流入管(25 )上連接有滲透液溢流管(28),所述滲透液溢流管(28)上連接有滲透液壓力表(29)和滲透液溢流閥(30)，所述滲透液出口(9)上連接有插入量筒(23)內的滲透液流出管(31);位于滲透液溢流管(28)和單向閥(27)之間的一段滲透液流入管(25)上連接有滲透液流量計(32)，位于單向閥(27)和滲透液入口( 2)之間的一段滲透液流入管(25)上連接有用于對流入滲透裝置(20)內的滲透液溫度進行檢測的第一溫度計(33)，滲透液流出管(31)上連接有用于對流出滲透裝置(20)內的滲透液溫度進行檢測的第二溫度計(34)； 所述圍壓液壓系統包括圍壓液箱(35)和一端與圍壓液箱(35)連接的圍壓液流入管(36)，所述圍壓液流入管(36)的另一端與圍壓液入口(17)連接，所述圍壓液流入管(36)上連接有第二液壓泵(37)，位于第二液壓泵(37)和圍壓液入口(17)之間的一段圍壓液流入管(36)上連接有圍壓液溢流管(38)，所述圍壓液溢流管(38)上連接有圍壓液壓力表(39)和圍壓液溢流閥(40)，位于圍壓液溢流管(38)和圍壓液入口(17)之間的一段圍壓液流入管(36)上連接有圍壓液回流管(41)，所述圍壓液回流管(41)上連接有圍壓液回流閥(42)。
2.按照權利要求1所述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述底座(1)與下壓頭(15)之間、底座(1)與外缸筒(4)之間、外缸筒(4)與筒蓋(7)之間、下半凹面壓頭(12)和上半凸面壓頭(11)之間、套筒(5)與活塞(8)之間以及筒蓋(7)與活塞(8)之間均設置有密封圈(43)。
3.按照權利要求1所述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述外缸筒(4)通過第一螺栓(16 )固定連接在底座(1)頂部，所述筒蓋(7 )通過第二螺栓(10 )固定連接在外缸筒(4)頂部。
4.按照權利要求1所述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述下壓頭(15)外輪廓的形狀、內缸筒(14)外輪廓的形狀和套筒(5)外輪廓的形狀均為圓柱狀,所述內缸筒(14)的內徑和套筒(5)的內徑相等，且所述下壓頭(15)的外徑、內缸筒(14)的外徑和套筒(5)的外徑均相等。
5.按照權利要求4所述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述內缸筒(14)由多個從下到上依次疊放在一起的圓環構件組合而成，所述圓環構件由四個四分之一圓環(14-1)卡合連接而成。
6.按照權利要求5所述的破碎巖石三軸滲流試驗系統，其特征在于:所述四分之一圓環(14-1)的一端設置有凸起(14-2)，所述凸起(14-2)上設置有中間銷釘孔(14-4);所述四分之一圓環(14-1)的另一端設置有與凸起(14-2)相配合的凹槽(14-3)，位于凹槽(14-3)上方和下方的四分之一圓環(14-1)上分別設置有與中間銷釘孔(14-4)相配合的上銷釘孔(14-5)和下銷釘孔(14-6)。
7.一種利用如權利要求1所述系統進行破碎巖石三軸滲流試驗的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、組裝破碎巖石三軸滲流試驗系統，其具體過程為: 步驟101、將多個圓環構件從下到上依次疊放在一起，并將四個銷釘分別穿入上下對齊的四組上銷釘孔(14-5)、中間銷釘孔(14-4)和下銷釘孔(14-6)中，組合成內缸筒(14)； 步驟102、將內缸筒(14)放置在下壓頭(15)上，并用電工膠帶從下到上將下壓頭(15)與內缸筒(14)纏繞在一起； 步驟103、去除四個銷釘，在內缸筒(14)的頂部放置套筒(5)，并用電工膠帶繼續從下到上將內缸筒(14)與套筒(5)纏繞在一起； 步驟104、在內缸筒(14)和套筒(5)內放入起始高度為Iitltl的破碎巖樣，其中，h00<H, H為內缸筒(14)的高度； 步驟105、在破碎巖樣的頂部放置下半凹面壓頭(12)，再在下半凹面壓頭(12)頂部放置上半凸面壓頭(11); 步驟106、將步驟101~步驟105組裝完成的整體放置在設置在底座(1)頂部中間位置處的凹槽內； 步驟107、將外缸筒(4)放置在底座(1)頂部并將外缸筒(4)固定連接在底座(1)頂部； 步驟108、將活塞(8)穿過設置在筒蓋(7)中間位置處的通孔中，并將筒蓋(7)放置在外缸筒(4)頂部，且將筒蓋(7)固定連接在外缸筒(4)頂部，同時保證活塞(8)插入到套筒(5)內； 步驟109、將滲透液流入管(25)連接到滲透液入口(2)上，并將滲透液流出管(31)連接到滲透液出口(9)上； 步驟1010、將圍壓液流入管(36)連接到圍壓液入口(17)上； 步驟1011、將滲透液流出管(31)插入量筒(23)內，并將量筒(23)放置在電子分析天平(21)上； 步驟1012、將電子萬能試驗機(19)和電子分析天平(21)均與計算機(22)連接，并將步驟101~步驟108組裝完成的滲透裝置(20)對中放置在電子萬能試驗機(19)的底座上，且使活塞(8)的上端面位于所述電子萬能試驗機(19)的壓頭的正下方； 步驟二、測量破碎巖樣的初始高度在計算機(22)上，打開預先安裝好的電子萬能試驗機軟件和電子分析天平軟件，操作電子萬能試驗機軟件啟動電子萬能試驗機(19)，并設定電子萬能試驗機(19)的壓頭下壓活塞(8)的速度參數，電子萬能試驗機(19)的壓頭根據設定的速度參數下壓活塞(8)，當顯示在電子萬能試驗機軟件中的壓頭壓力參數開始增大時，判斷為活塞(8)、上半凸面壓頭(11)、下半凹面壓頭(12)和破碎巖樣四者已充分接觸，操作電子萬能試驗機軟件使電子萬能試驗機(19)的壓頭停止下壓；此時，查看活塞(8)上的刻度，得到活塞(8)露出筒蓋(7)外部的高度h3，并根據公式hfhi+hjhjb-hfh-he計算出破碎巖樣的初始高度&，其中，Ii1為設置在底座(1)頂部中間位置處的凹槽的深度，h2為外缸筒(4)的高度，h4為活塞(8)的高度，匕為充分接觸在一起后的上半凸面壓頭(11)和下半凹面壓頭(12)的總高度，匕為下壓頭(15)的高度，h7為筒蓋(7)的高度； 步驟三、給破碎巖樣加載壓力為B1MPa的圍壓:取下連接在排氣口(6)上的排氣口塞(44)，打開排氣口(6)，打開圍壓液溢流閥(40)的進液開關，開啟圍壓液壓系統，圍壓液箱(35)內的圍壓液經過第二液壓泵(37)加壓后經由圍壓液流入管(36)和圍壓液入口(17)流入外缸筒(4)與內 缸筒(14)之間的空間內；當排氣口(6)有圍壓液流出時，將排氣口塞(44)連接在排氣口(6)上，關閉排氣口(6);調節圍壓液溢流閥(40)，使圍壓液壓力表(39)顯示aiMPa，此時即將圍壓液壓力調節到了 aiMPa，圍壓液將壓力作用傳遞給纏繞有電工膠帶的內缸筒(14),內缸筒(14)再將壓力作用傳遞給其內部的破碎巖樣；其中,a:的取值為大于0的有理數； 步驟四、給破碎巖樣中通入壓力為I3lMPa的滲透液并記錄從滲透液出口(9)中流出的滲透液的重量:打開滲透液溢流閥(30)的進液開關，開啟滲透液液壓系統，調節滲透液溢流閥(30)，使滲透液壓力表(29)顯示hMPa，此時即將滲透液壓力調節到了 hMPa，滲透液箱(24 )內的滲透液經過第一液壓泵(26 )加壓后經由滲透液流入管(25 )和滲透液入口( 2 )流入滲透液流入通道(3)中，從破碎巖樣底部開始向上滲透，當滲透液滲透到滲透液出口(9)處時，從滲透液出口(9)中流出并經滲透液流出管(31)流入量筒(23)中，電子分析天平(21)每隔時間At記錄一次滲透液的重量G，并將記錄到的滲透液的重量G傳輸給計算機(22)，計算機(22)上的電子分析天平軟件上顯示出滲透液的重量G隨時間t變化的曲線；其中，h的取值為大于0的有理數； 步驟五、記錄破碎巖樣滲流流量、流入滲透裝置(20)內的滲透液溫度和流出滲透裝置(20)內的滲透液溫度:查看顯示在電子分析天平軟件上的滲透液的重量G隨時間t變化的曲線，當滲透液的重量G隨時間t變化的曲線趨近于一條直線時，說明破碎巖樣滲流已穩定，此時，查看滲透液流量計(32)的示數，當滲透液流量計(32)上沒有流量示數時，記錄下此時的時刻h，用秒表記錄量筒(23)中滲透液體積增加的時間段t2，對量筒(23)讀數得到時刻量筒(23)中滲透液體積巧和h+t2時刻量筒(23)中滲透液體積，并根據公式
8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于:步驟105中在下半凹面壓頭(12)頂部放置上半凸面壓頭(11)之前，先在下半凹面壓頭(12)內放入密封圈(43);步驟106中將步驟101~步驟105組裝完成的整體放置在設置在底座(1)頂部中間位置處的凹槽內之前，先在套筒(5)內放入密封圈(43)，并在設置在底座(1)頂部中間位置處的凹槽內放入密封圈(43);步驟107中將外缸筒(4)放置在底座(1)頂部之前，先在底座(1)頂部放入密封圈(43);步驟108中將活塞(8)穿過設置在筒蓋(7)中間位置處的通孔中之前，先在設置在筒蓋(7)中間位置處的通孔中放入密封圈(43);步驟108中將筒蓋(7)放置在外缸筒(4)頂部之前，先在外缸筒(4)頂部放入密封圈(43)。
9.按照權利要求7所述的方法，其特征在于:步驟107中將外缸筒(4)固定連接在底座(1)頂部是采用第一螺栓(16);步驟108中將筒蓋(7)固定連接在外缸筒(4)頂部是采用第二螺栓(10)。
10.按照權利要求7所述的方法，其特征在于:步驟二中設定的電子萬能試驗機(19)的壓頭下壓活塞(8 )的速度參數和步驟八中設定的電子萬能試驗機(19 )的壓頭下壓活塞(8 )的速度參數均為0.5mm/min~lmm/min。
【文檔編號】G01N5/00GK103760088SQ201410032061
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】張天軍, 任金虎, 陳占清, 于勝紅, 趙佩佩, 宋爽, 李偉, 崔巍, 張磊, 成小雨 申請人:西安科技大學