考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統的制作方法

本實用新型屬于巖土工程領域，涉及一種復雜條件下的試驗系統，尤其涉及一種在剪切過程中考慮熱力學、水力學、力學、化學(Thermal-Hydrological-Mechanical-Chemical:THMC)多場耦合作用的巖石節理試驗系統。

背景技術：

核廢料處理、天然氣及CO₂地下儲存、地熱利用、深部水利和采礦工程等大型巖體工程通常修建在節理巖體中，高滲透壓力作用下地下節理巖體的多場耦合特性是關系該類地下工程安全與否的關鍵因素，也一直是巖石力學界研究的基本問題和前沿熱點，而考慮THMC耦合作用的巖石節理剪切試驗系統是揭示這一科學基本問題的重要手段。

因此，科學深入的理解和認識節理在高低溫、滲流條件下的剪切強度特性和變形性質、剪切過程中的滲流規律和化學反應，建立節理在滲流條件下的強度準則、本構關系和全剪切-滲流耦合本構關系，開發研制“考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統”是十分必要的。

縱觀前人的相關研究，(1)目前開展的研究還未考慮溫度和化學反應對剪切滲流特性的相互影響；(2)目前開展的試驗成果大多集中于較低滲流壓力下，而較高滲流壓力下在節理剪切達到其峰值后的過程中進行的滲流試驗和研究還是空白；(3)常剛度條件下的剪切滲流耦合試驗成果較少，難以真實地反應出自然界中巖石節理真實的剪切力學特性；(4)在長期荷載作用下，巖石節理的耦合特性研究尚處于空白。科學儀器是進行科學研究的基本手段，試驗技術與科研試驗儀器的發展，將直接推動科學研究的創新與發展，這是本實用新型的出發點。

由于試驗條件的限制，特別是滲流密封手段存在的局限性，國內關于巖石節理耦合試驗的試驗設備還比較缺乏，僅武漢巖土力學研究所，武漢大學，山東科技大學和北京職業技術學院等高校相繼進行了研制，但已有設備的剪切盒所能承受的滲透壓力往往比較低，也未能在設備中考慮溫度和化學反應的作用。巖石礦物在滲流場中會產生溶解和沉淀等化學反應，直接影響巖石節理的表面形態和力學性質，其反應速率又受溫度的巨大影響，所以考慮這些因素的耦合作用是今后研究的主要方向。

技術實現要素：

為了克服已有試驗設備的承受滲透壓力較低、未能考慮溫度和化學反應的作用、無法實現THMC耦合作用下的試驗和分析的不足，本實用新型提供一種承受滲透壓力較高、有效實現THMC耦合作用下的試驗和分析的考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統，包括主機及加載結構、加載伺服控制系統、滲流剪切盒及密封裝置、高低溫環境試驗箱和滲流伺服控制系統，所述主機及加載結構包括相互垂直的具有獨立加載能力的法向加載框架和水平加載框架，所述法向加載框架為用于給試件加載法向力的機構，所述水平加載框架為用于給試件加載剪切力的機構；所述加載伺服控制系統用于普通試驗的液壓加載伺服控制系統和用于流變試驗的電機伺服加載系統；

所述滲流剪切盒及密封裝置包括剛性剪切盒、上壓塊、下壓塊和用于在剪切過程中隨剪切位移的增大而卷曲變形的密封橡膠片，巖石試件置于剛性剪切盒內，所述巖石試件在剪切方向兩側各放置有上壓塊和下壓塊，所述上壓塊和下壓塊之間留有用于放置所述密封橡膠片的空隙，所述密封橡膠片的上端與上壓塊連接，所述密封橡膠片的下端與下壓塊連接；所述密封橡膠片與所述巖石試件的裂隙滲流面之間形成中空儲水室，一側的中空儲水室與入水口連通，另一側的中空儲水室與出水口連通；

所述滲流伺服控制系統包括用于控制出水口和入水口的水壓的滲透水壓控制系統和用于控制出水口和入水口的流速的滲透流速控制系統；

所述滲流剪切盒及密封裝置位于所述高低溫環境試驗箱內，所述法向加載框架和水平加載框架的動作端穿過所述高低溫環境試驗箱與所述滲流剪切盒及密封裝置抵觸；所述加載伺服控制系統分別與所述法向加載框架和水平加載框架連接。

進一步，所述巖石試件的裂隙的側面設有用于防止水從側向流出的側向密封組件。

再進一步，所述側向密封組件包括剛性密封條和硅膠密封層，所述剛性密封條上下對稱布置，所述剛性密封條一邊抵觸在所述巖石試件上，所述剛性密封條的內部布置所述硅膠密封層，所述剛性密封條的另一邊與活動壓頭頂觸，所述活動壓頭與框架螺紋連接。

更進一步，所述試驗系統還包括用于對節理剪切滲流過程中產生的溶液以及隨滲流流出的巖石顆粒進行定時定量的收集的溶液自動收集系統，所述出水口與所述溶液自動收集系統的入口連通。

所述溶液自動收集系統包括電子控制的閥門和轉動式溶液收集裝置，所述轉動時溶液收集裝置包括試管、轉臺、轉軸和溶液收集箱；三通進水管的第一端與所述出水口連通，所述三通進水管的三個方向均安裝所述閥門，所述三通進水管的第二端、第三端均位于所述溶液收集箱內，所述溶液收集箱內可轉動地安裝轉軸，所述轉軸上安裝轉臺，所述轉臺上一圈等間隔設置試管孔，試管放置在所述試管孔內，所述三通進水管的第三端位于所述試管的正上方。

所述法向加載框架包括法向加載油缸、主機框架、法向力傳感器、法向磁致位移傳感器、球形萬向壓頭和法向加載墊板，所述主機框架有四個框架柱對稱固定在試驗臺上，框架柱之間由橫梁連接，所述法向加載油缸固定在橫梁上；在法向加載油缸的活塞桿上安裝用于對法向加載油缸活塞桿位移進行測量進而對其進行伺服控制的法向磁致位移傳感器，法向力傳感器連接在活塞桿外露端頭，球形萬向壓頭與法向力傳感器直接連接，球形萬向壓頭與法向加載墊板連接，所述法向加載墊板抵觸在所述滲流剪切盒及密封裝置的頂面；

所述水平加載框架包括水平支架、水平加載油缸、水平力傳感器、水平磁致位移傳感器、剪切壓頭和切向加載墊板，水平加載油缸安裝在水平加載框架端部橫梁內，用于對加載油缸活塞桿位移進行測量進而對其進行控制的水平磁致位移傳感器安裝在水平加載油缸的活塞桿上，水平力傳感器一端連接在活塞桿外露端頭，所述水平力傳感器另一端連接切向加載墊板連接，所述切向加載墊板抵觸在在所述滲流剪切盒及密封裝置的側面。

所述高低溫環境試驗箱包括環境箱體和輔助設備箱，所述環境箱體內置剛性剪切盒，上剛性剪切盒左右兩側分別有抵塊且裝有豎向滾珠；下剛性剪切盒與箱體內側底部通過水平滾珠連接；所述輔助設備箱置于試驗臺下，所述輔助設備箱包括水箱、壓縮機、儲液器、冷凝器和排水口。

所述滲透水壓控制系統包括伺服電機、減速箱、滾珠絲桿、儲水壓力室、液壓傳感器和水箱，整個滲流伺服控制系統按入水口的液壓傳感器的信號控制或按入水口、出水口間的壓力差來進行控制；所述伺服電機的輸出軸連接減速箱的輸入軸，所述減速箱的輸出軸與滾珠絲桿連接，所述滾珠絲杠與調壓活塞聯動，儲水壓力室上連接所述調壓活塞，所述儲水壓力室的入水口與水箱連通，出水口與中空儲水室連通；在左、右上壓塊管道安裝液壓傳感器測得，在入水口、出水口安裝流速傳感器；

所述滲透流速控制系統包括柱塞泵，所述柱塞泵的入水口與水箱連通，出水口與中空儲水室連通。

本實用新型的有益效果主要表現在：

1)試件置于高低溫環境試驗箱內，可在-100℃～+200℃的環境下進行試驗，真實的反映實際工程中巖石的溫度場；

2)水平加載框架可移動，便于安裝巖石試件，安裝完成后可推入主機框架中；

3)剪切盒在剪切方向由可隨剪切位移變形的密封橡膠片密封，側向由伺服控制的油壓密封，保證了在多場耦合作用下的良好密封性，最高滲透水壓可以達到3MPa。

4)溶液采集裝置可自動收集各時段流出節理的溶液，由電腦控制，無需人工操作，便于后續對溶液的化學成分進行精確分析。

5)采用液壓伺服與電機伺服雙加載控制系統，可以實現多種邊界條件下的加載，使用電機伺服控制系統可實現長期加載試驗。

附圖說明

圖1為考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統的主視圖；

圖2為考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統的側視圖；

圖3為高低溫環境箱體剖面示意圖；

圖4為溶液采集裝置剖面圖；

圖5為溶液采集裝置轉臺俯視圖；

其中，附圖標記如下：1-主機框架；2-法向加載框架；3-水平加載框架；4-環境箱體；5-環境箱輔助設備箱；6-試驗臺；7-剪切盒；8a-法向活塞桿；8b-水平活塞桿；9a-法向加載墊板；9b-切向加載墊板；10-密封圈；11-隔熱保溫層；12a-左側抵塊；12b-右側抵塊；13a-左側滾珠；13b-右側滾珠；14-底部滾珠；15-滑輪；16-溶液采集裝置；16a-試管；16b-轉臺；16c-轉軸；16d-溶液收集箱；16e-閥門；17-豎向LVDT；18-橫向LVDT；19a-左上壓塊；19b-右上壓塊；19c-左下壓塊；19d-右下壓塊；20a-左上壓塊管道；20b-右上壓塊管道；21a-左密封橡膠片；21b-右密封橡膠片；22a-左中空儲水室；22b-右中空儲水室。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

參照圖1～圖5，一種考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統，包括主機及加載結構、加載伺服控制系統、滲流剪切盒及密封裝置、高低溫環境試驗箱和滲流伺服控制系統，所述主機及加載結構包括相互垂直的具有獨立加載能力的法向加載框架2和水平加載框架3，所述法向加載框架為用于給試件加載法向力的機構，所述水平加載框架為用于給試件加載剪切力的機構；所述加載伺服控制系統用于普通試驗的液壓加載伺服控制系統和用于流變試驗的電機伺服加載系統；

所述滲流剪切盒及密封裝置包括剛性剪切盒7、上壓塊19a、19b、下壓塊19c、19d和用于在剪切過程中隨剪切位移的增大而卷曲變形的密封橡膠片21a、21b，巖石試件置于剛性剪切盒7內，所述巖石試件在剪切方向兩側各放置有上壓塊和下壓塊，所述上壓塊和下壓塊之間留有用于放置所述密封橡膠片的空隙，所述密封橡膠片的上端與上壓塊連接，所述密封橡膠片的下端與下壓塊連接；所述密封橡膠片與所述巖石試件的裂隙滲流面之間形成中空儲水室22a、22b，一側的中空儲水室與入水口連通，另一側的中空儲水室與出水口連通；

所述滲流伺服控制系統包括用于控制出水口和入水口的水壓的滲透水壓控制系統和用于控制出水口和入水口的流速的滲透流速控制系統；

所述滲流剪切盒及密封裝置位于所述高低溫環境試驗箱內，所述法向加載框架和水平加載框架的動作端穿過所述高低溫環境試驗箱與所述滲流剪切盒及密封裝置抵觸；所述加載伺服控制系統分別與所述法向加載框架和水平加載框架連接。

進一步，所述巖石試件的裂隙的側面設有用于防止水從側向流出的側向密封組件。

再進一步，所述側向密封組件包括剛性密封條和硅膠密封層，所述剛性密封條上下對稱布置，所述剛性密封條一邊抵觸在所述巖石試件上，所述剛性密封條的內部布置所述硅膠密封層，所述剛性密封條的另一邊與活動壓頭頂觸，所述活動壓頭與框架螺紋連接。

更進一步，所述試驗系統還包括用于對節理剪切滲流過程中產生的溶液以及隨滲流流出的巖石顆粒進行定時定量的收集的溶液自動收集系統，所述出水口與所述溶液自動收集系統的入口連通。

所述溶液自動收集系統包括電子控制的閥門16e和轉動式溶液收集裝置，所述轉動時溶液收集裝置包括試管16a、轉臺16b、轉軸16c和溶液收集箱16d；三通進水管的第一端與所述出水口連通，所述三通進水管的三個方向均安裝所述閥門，所述三通進水管的第二端、第三端均位于所述溶液收集箱內，所述溶液收集箱內可轉動地安裝轉軸，所述轉軸上安裝轉臺，所述轉臺上一圈等間隔設置試管孔，試管放置在所述試管孔內，所述三通進水管的第三端位于所述試管的正上方。

所述法向加載框架包括法向加載油缸、主機框架1、法向力傳感器、法向磁致位移傳感器、球形萬向壓頭和法向加載墊板9a，所述主機框架1有四個框架柱對稱固定在試驗臺6上，框架柱之間由橫梁連接，所述法向加載油缸固定在橫梁上；在法向加載油缸的活塞桿上安裝用于對法向加載油缸活塞桿位移進行測量進而對其進行伺服控制的法向磁致位移傳感器，法向力傳感器連接在法向活塞桿8a外露端頭，球形萬向壓頭與法向力傳感器直接連接，球形萬向壓頭與法向加載墊板9a連接，所述法向加載墊板抵觸在所述滲流剪切盒及密封裝置的頂面；

所述水平加載框架包括水平支架、水平加載油缸、水平力傳感器、水平磁致位移傳感器、剪切壓頭和切向加載墊板9b，水平加載油缸安裝在水平加載框架端部橫梁內，用于對加載油缸活塞桿位移進行測量進而對其進行控制的水平磁致位移傳感器安裝在水平加載油缸的活塞桿上，水平力傳感器一端連接在水平活塞桿8b外露端頭，所述水平力傳感器另一端連接剪切向加載墊板9b連接，所述切向加載墊板9b抵觸在在所述滲流剪切盒及密封裝置的側面。

所述高低溫環境試驗箱包括環境箱體和輔助設備箱，所述環境箱體內置剛性剪切盒，上剛性剪切盒左右兩側分別有抵塊且裝有豎向滾珠；下剛性剪切盒與箱體內側底部通過水平滾珠連接；所述輔助設備箱置于試驗臺下，所述輔助設備箱包括水箱、壓縮機、儲液器、冷凝器和排水口。

所述滲透水壓控制系統包括伺服電機、減速箱、滾珠絲桿、儲水壓力室、液壓傳感器和水箱，整個滲流伺服控制系統按入水口的液壓傳感器的信號控制或按入水口、出水口間的壓力差來進行控制；所述伺服電機的輸出軸連接減速箱的輸入軸，所述減速箱的輸出軸與滾珠絲桿連接，所述滾珠絲杠與調壓活塞聯動，儲水壓力室上連接所述調壓活塞，所述儲水壓力室的入水口與水箱連通，出水口與中空儲水室連通；在左、右上壓塊管道安裝液壓傳感器測得，在入水口、出水口安裝流速傳感器；

所述滲透流速控制系統包括柱塞泵，所述柱塞泵的入水口與水箱連通，出水口與中空儲水室連通。

下面為具體實施時的配置和連接例。

參見附圖1和圖2，一種考慮巖石節理剪切過程中THMC耦合作用的試驗系統包括：主機及加載結構、加載伺服控制系統、滲流剪切盒及密封裝置、高低溫環境試驗箱、滲流伺服控制系統、數據采集測量系統以及溶液自動收集系統。

所述主機加載系統主要由相互垂直的具有獨立加載能力的法向加載框架2和水平向加載框架3組成，框架采用高標號球墨鑄鐵整體澆筑而成，框架剛度為6GN/m。所述法向加載框架主要包括法向加載油缸、主機框架、力傳感器、磁致位移傳感器、球形萬向壓頭、法向加載墊板等。所述主機框架1有四個框架柱對稱固定在試驗臺6上，框架柱之間由橫梁連接，所述法向加載油缸為雙作用單桿活塞液壓缸，固定在法向加載框架橫梁上。在法向加載油缸的活塞桿上安裝磁致位移傳感器，用于對法向加載油缸活塞桿位移進行測量進而對其進行伺服控制。力傳感器連接在活塞桿8a外露端頭，球形萬向壓頭與力傳感器直接連接球形萬向壓頭通過法向加載墊板9a向試件傳遞法向荷載，法向加載墊板是為了使法向荷載能夠比較均勻地傳遞到試件上，防止偏壓的發生。所述水平加載框架采用浮動式加載框架，可左右移動，在安裝試件時水平加載框架處于圖1左側，便于安裝，安裝完畢后推入右側主機框架內；所述水平加載框架主要包括水平支架、水平加載油缸、力傳感器、磁致位移傳感器、剪切壓頭、剪切向加載墊板、減摩直線導軌等；水平加載油缸安裝在水平加載框架端部橫梁內，磁致位移傳感器安裝在水平加載油缸的活塞桿8b上，用于對加載油缸活塞桿位移進行測量進而對其進行控制。力傳感器一端連接在活塞桿外露端頭，另一端連接剪切壓頭9b。

所述加載伺服控制系統包括用于普通試驗的液壓加載伺服控制系統和用于流變試驗的電機伺服加載控制系統。所述用于普通試驗的液壓加載伺服控制系統，主要由液壓油源、液壓泵、伺服閥、伺服控制器和傳感器等組成；在普通試驗過程中，伺服加載主要由液壓油源提供動力，再由伺服控制器接收傳感器信號與控制信號對比進而向伺服閥發出相應控制信號來調節油缸進油量以實現伺服控制，進而實現在試驗過程中人可以在電腦前控制試驗過程。所述用于流變(長期加載)試驗的電機伺服加載控制系統，主要由伺服電機、減速機、同步齒形帶、滾珠絲桿、儲油缸、伺服控制器、傳感器等組成；在流變試驗過程中，由伺服電機帶動減速器通過同步齒形帶驅動滾珠絲杠，滾珠絲杠帶動儲油缸內活塞往復運動，活塞在正向運動時對儲油缸內的液壓油施加壓力，油壓通過高壓管路進而傳遞到加載油缸，為流變試驗提供動力，例如，可在剪切位移為5mm時在100h內保持剪切應力不變，然后再重新開始剪切；所述伺服控制系統通過在Windows平臺下采用C++語言編寫的控制軟件來控制，軟件界面友好、功能強大、便于擴展，可實現常法向荷載、常法向位移、常法向剛度三種邊界條件下巖石節理全過程耦合試驗。

所述滲流剪切盒及密封裝置，包括剛性剪切盒7、左上壓塊19a、右上壓塊19b、左下壓塊19c、右下壓塊19d、左密封橡膠片21a、右密封橡膠片21b和側向密封組件等。尺寸為20cm×10cm×10cm的立方體巖石節理試件置于剛性剪切盒7內，試件在剪切方向兩側各放置有上壓塊和下壓塊，上壓塊和下壓塊之間留有一定空隙，用于放置密封橡膠片；所述密封橡膠片可在剪切過程中隨剪切位移的增大而卷曲變形，從而實現連續的水封效果；所述密封橡膠片和上下壓塊形成左中空儲水室22a、右中空儲水室22b，通過中空儲水室將水壓均勻作用在節理滲流面上，避免將水壓集中于一點，更接近于自然界和工程中節理內滲流的真實形態，最高滲透水壓可達到3MPa；所述上壓塊設有左上壓塊管道20a、右上壓塊管道20b，所述上壓塊管道與中空儲水室連通，兩側的上壓塊管道與液壓傳感器連接，可精確的測量節理實際入水口和出水口之間的水壓差，而非外部導管之間的水壓差；節理側面設置有側向密封組件，利用伺服控制的油壓使密封層緊密貼合在節理處，并控制油壓大于滲透水壓，從而實現側向密封。

參見附圖3，高低溫環境試驗箱可用于金屬、非金屬、復合材料等試件及構件在-100℃～+200℃溫度環境內的力學性能檢測試驗，技術執行標準為GB 10592-2008《高低溫試驗箱技術條件》。所述高低溫環境試驗箱主要由環境箱體4及其輔助設備箱5組成。環境箱體內置剪切盒7，上剪切盒左右兩側分別有左抵塊12a、右抵塊12b，且裝有左豎向滾珠13a、右豎向滾珠13b，保證法向加載時試件僅可上下移動；下剪切盒與箱體內側底部通過滾珠14連接，保證剪切加載時下剪切盒僅可左右滑動，箱體外側底部裝有滑輪15，可推出水平加載框架；箱體內腔及外壁均采用優質不銹鋼材料，內腔、外壁間填充多層復合保溫材料，形成隔熱保溫層11，箱壁上入水口、出水口、左右管道以及加載壓頭處開孔，孔周圍有密封圈10密封，保證開孔處的密封性；加熱元件采用螺旋狀鐵鉻鋁電阻絲；測溫元件為PT100熱電阻；制冷系統采用壓縮機制冷；溫度控制系統由測溫元件(熱電偶)、中央運算單元，溫度檢測儀表，及計算機操作人機交互界面等組成；另外還設置有漏電保護、過電流保護、快速熔斷器；所述環境箱體連接有輔助設備箱5置于試驗臺下，所述輔助設備包括水箱、壓縮機、儲液器、冷凝器、排水口等。

所述滲流伺服控制系統包括滲透水壓控制系統和滲透流速控制系統，出、入水口的水壓和流速通過系統分別控制。滲透水壓控制系統主要由伺服電機、減速箱、滾珠絲桿、儲水壓力室、液壓傳感器、行程開關和水箱組成，整個滲流伺服控制系統可以按進水口的液壓傳感器的信號(常水壓)控制或按進、出水口間的壓力差(常滲透壓差)來進行控制；在增壓過程中，滾珠絲杠推進調壓活塞向正向運動對儲水壓力室施加壓力，儲水壓力室的水通過上下壓塊形成的中空儲水室22a進入巖石節理面，之后從另一側的中空儲水室22b流出，經過巖石節理前后的滲流水壓力用連接在左右上壓塊管道20a、20b上的液壓傳感器測得，流速通過出入口的流速傳感器測得；根據所采集的信號由伺服控制器控制伺服電機，從而調節儲水壓力室中的水壓力保持恒定。滲透流速控制系統主要由柱塞泵實現，并共享上述滲透水壓控制系統的水箱、液壓傳感器等組件，用于控制加在進水口上的流速；兩套系統配合使用以實現在微小流量時用測量滲透壓差的瞬態法，在流量處于可測范圍時用測流量的穩態法進行滲流控制。

所述數據采集測量系統包括用于監測位移、荷載、油壓、水壓、流速、溫度、濕度的傳感器，各傳感器的數據連入電腦進行實時監控。其中，2個磁致位移傳感器分別用于監測法向加載油缸和剪切加載油缸內活塞桿的位移，5個直線位移傳感器(LVDT)分別用于監測試件的法向和剪切位移，2個力傳感器分別用于監測法向力和剪切力；4個油壓傳感器分別用于監測法向和剪切加載油缸以及側向密封組件內的油壓；2個液壓傳感器分別用于監測出、入水口的水壓；2個流速傳感器分別用于監測出、入水口的流速；6個溫度傳感器分別用于監測試件四周的溫度；1個濕度傳感器用于監測高低溫環境試驗箱內的濕度。其中用于伺服控制的位移和荷載的采集監測主要由控制器、加載油缸的活塞桿內部磁致位移傳感器、直線位移傳感器、活塞桿外的力傳感器、微型計算機及支持軟件來實現；節理面的法向和剪切位移用安裝于剪切盒上的直線位移傳感器(LVDT)來測量，法向17(4支)和剪切18(1支)位移傳感器均采用精度高、抗干擾能力強和穩定性好的差動變壓器式位移傳感器(無溫漂、時漂)。剪切盒出、入口處接有0～10L/min ALICAT L-Series質量流量計，其具有精度高、重復性好、響應速度快等優點，可對剪切過程中滲流量進行精確測量。

參見附圖4-5，在出水口處設置有溶液自動收集系統16，所述溶液自動收集系統包括試管16a、轉臺16b、轉軸16c、溶液收集箱16d、閥門16e、電子控制器。所述閥門由電子控制開閉，根據設定的時間將設定量的溶液注入試管；所述試管共12支置于轉臺中，可通過中間轉軸16c轉動，由電子控制一定時間內轉動一定角度，例如12小時內每小時轉動30度，從而根據需要對節理剪切滲流過程中產生的溶液以及隨滲流流出的巖石顆粒進行定時定量的收集，以便對收集的溶液進行化學成分分析。