一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于裂隙介質(zhì)水壓力測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法。
【背景技術(shù)】
[0002]裂隙介質(zhì)在一定加載壓力作用下的滲水試驗是裂隙介質(zhì)的基本力學(xué)特性試驗。裂隙介質(zhì)的滲透系數(shù)、水壓力測試及相關(guān)研究屬于裂隙介質(zhì)基本力學(xué)特性的研究范疇，其對于裂隙介質(zhì)在不同工況下的滲透特性研究起著基礎(chǔ)性的指導(dǎo)作用。對于巖石類含裂隙的準(zhǔn)脆性材料，滲透性能是決定工程巖體長期安全性的重要因素。評價工程巖體長期穩(wěn)定性的滲透參數(shù)是通過裂隙巖體在法向或切向等不同應(yīng)力作用下的滲透試驗獲得的。確保裂隙介質(zhì)在不同應(yīng)力作用下的滲透試驗均能達(dá)到密封，是準(zhǔn)確測試裂隙巖體滲透性能的前提，其對于研究裂隙介質(zhì)的滲透特性具有至關(guān)重要的意義。特別是在剪切作用下的滲透試驗，更是需要深入研究。因此，如何實現(xiàn)裂隙介質(zhì)在剪切滑動過程中耐高滲壓的密封，是亟待解決的問題。
[0003]現(xiàn)有用于裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，是將裂隙巖體包裹在一定體積的空腔內(nèi)，從空腔外部對空腔進(jìn)行密封，間接地保證了裂隙巖體的密封。故其采用的密封方法僅僅反映了包裹空腔內(nèi)部的裂隙巖體在不同力學(xué)作用下的滲透性能，并不能反映裂隙巖體自身在力學(xué)作用下的力學(xué)性能。更重要的是，這種方法具有很大的局限性，其只能在裂隙巖體較小體積下采用，并不適用于米級尺度及米級以上尺度的裂隙巖體密封。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為:現(xiàn)有裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，僅反映了包裹空腔內(nèi)部的裂隙巖體在不同力學(xué)作用下的滲透性能，并不能反映裂隙巖體自身在力學(xué)作用下的力學(xué)性能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0006]一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1.設(shè)備布局
[0008]將兩塊材質(zhì)相同的巖體上下摞列放置，上位裂隙巖體的下表面和下位裂隙巖體的上表面形成接觸面；下位裂隙巖體的上表面設(shè)有一圈凹槽，凹槽內(nèi)放置密封圈；上位裂隙巖體內(nèi)部上下貫通鉆取若干通孔，并且通孔的下端面均包含在下位裂隙巖體密封圈所圍住的區(qū)域內(nèi)；
[0009]步驟2.剪切作用下耐高滲壓密封
[0010]水流從上位裂隙巖體的部分通孔流入，在接觸面密封圈內(nèi)部滲流，進(jìn)而通過上位裂隙巖體的其余部分通孔流出。
[0011]作為優(yōu)選方案:步驟2中，上位裂隙巖體、下位裂隙巖體之間接觸面處的水流始終全部處于密封圈內(nèi)部。
[0012]作為優(yōu)選方案:所述上位裂隙巖體的通孔在上位裂隙巖體內(nèi)部呈矩陣分布。
[0013]作為優(yōu)選方案:上位裂隙巖體、下位裂隙巖體之間接觸面粗糙度、密封圈凹槽表面粗糙度及密封圈內(nèi)部水流介質(zhì)表面粗糙度的范圍均為0-1.6。
[0014]作為優(yōu)選方案:所述密封圈的直徑范圍為0.3m-0.6m。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
[0016](1)本發(fā)明的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，通過下位裂隙巖體上表面的密封圈得以保證水流在試驗過程中始終密封在該區(qū)域內(nèi)部，滲透性能測試結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映裂隙巖體自身在力學(xué)作用下的力學(xué)性能；
[0017](2)本發(fā)明的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，無需借助一定體積的空腔包裹，適用于米級尺度及米級以上尺度的裂隙巖體耐高滲壓密封；
[0018](3)本發(fā)明的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，能夠持續(xù)性地測量并獲得液體介質(zhì)表面水壓力的參數(shù)數(shù)據(jù)，并有針對性地獲得某特定位置液體介質(zhì)水壓力數(shù)據(jù)；
[0019](4)本發(fā)明的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，測量步驟便捷，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，特別適合于巖石、混凝土類準(zhǔn)脆性材料的滲透性能測試。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明方法的上、下位裂隙巖體放置圖；
[0021]圖2為本發(fā)明方法的上位裂隙巖體內(nèi)部及表面構(gòu)造圖；
[0022]圖3為本發(fā)明方法的下位裂隙巖體內(nèi)部及表面構(gòu)造圖。
[0023]圖中，1-上位裂隙巖體，2-下位裂隙巖體，3-通孔，4-通孔下端面，5-密封圈，6-滲流區(qū)域，7-接觸面。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]實施例1
[0026]本實施例的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，包括以下步驟:
[0027]步驟1.設(shè)備布局
[0028]如圖1所示，將兩塊材質(zhì)相同的巖體上下摞列放置，上位裂隙巖體1的下表面和下位裂隙巖體2的上表面形成接觸面7 ;下位裂隙巖體2的上表面設(shè)有一圈凹槽，凹槽內(nèi)放置密封圈5 ;上位裂隙巖體1內(nèi)部上下貫通鉆取若干通孔3，并且通孔3的下端面4均包含在下位裂隙巖體2密封圈5所圍住的區(qū)域內(nèi)。
[0029]步驟2.剪切作用下耐高滲壓密封
[0030]水流從上位裂隙巖體1的部分通孔3流入，在接觸面7密封圈5內(nèi)部滲流，進(jìn)而通過上位裂隙巖體1的其余部分通孔3流出；接觸面7處，水流自始至終處于密封圈5內(nèi)部，通過該密封圈5，達(dá)到密封效果。
[0031]需要指出的是，步驟2中，通過控制剪切路徑長度，即通過在水平面內(nèi)上位裂隙巖體1和下位裂隙巖體2在左右方向或者前后方向的錯動，實現(xiàn)上、下位裂隙巖體2接觸面7處的水流始終全部處于密封圈5內(nèi)部。
[0032]實施例2
[0033]本實施例與實施例1的區(qū)別在于:
[0034]如圖2所示，所述上位裂隙巖體1的通孔3在上位裂隙巖體1內(nèi)部呈矩陣分布。
[0035]實施例3
[0036]本實施例與上述兩個實施例的區(qū)別在于:
[0037]所述上、下位裂隙介質(zhì)接觸面7粗糙度、密封圈5凹槽表面粗糙度及密封圈5內(nèi)部水流介質(zhì)表面粗糙度的范圍均為0-1.6 ;所述密封圈5的直徑范圍為0.3m-0.6m。
【主權(quán)項】
1.一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1.設(shè)備布局 將兩塊材質(zhì)相同的巖體上下摞列放置，上位裂隙巖體(1)的下表面和下位裂隙巖體(2)的上表面形成接觸面(7);下位裂隙巖體(2)的上表面設(shè)有一圈凹槽，凹槽內(nèi)放置密封圈(5);上位裂隙巖體⑴內(nèi)部上下貫通鉆取若干通孔(3)，并且通孔(3)的下端面⑷均包含在下位裂隙巖體(2)密封圈(5)所圍住的區(qū)域內(nèi)； 步驟2.剪切作用下耐高滲壓密封 水流從上位裂隙巖體(1)的部分通孔(3)流入，在接觸面(7)密封圈(5)內(nèi)部滲流，進(jìn)而通過上位裂隙巖體(1)的其余部分通孔(3)流出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，其特征在于:步驟2中，上位裂隙巖體(1)、下位裂隙巖體(2)之間接觸面(7)處的水流始終全部處于密封圈(5)內(nèi)部。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，其特征在于:所述上位裂隙巖體(1)的通孔(3)在上位裂隙巖體(1)內(nèi)部呈矩陣分布。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，其特征在于:上位裂隙巖體(1)、下位裂隙巖體(2)之間接觸面(7)粗糙度、密封圈(5)凹槽表面粗糙度及密封圈(5)內(nèi)部水流介質(zhì)表面粗糙度的范圍均為0-1.6。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法，其特征在于:所述密封圈(5)的直徑范圍為0.3m-0.6m。
【專利摘要】本發(fā)明屬于液體介質(zhì)水壓力測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種裂隙巖體在剪切作用下耐高滲壓的密封方法。本發(fā)明的方法將兩塊材質(zhì)相同的裂隙介質(zhì)上下摞列放置，二者接觸面設(shè)置密封圈，水流從上位裂隙介質(zhì)的通孔流入/流出，并在接觸面的密封圈內(nèi)部形成滲流區(qū)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)僅能反映包裹空腔內(nèi)部裂隙巖體滲透性能的技術(shù)問題，通過下位裂隙巖體上表面的密封圈得以保證水流在試驗過程中始終密封在該區(qū)域內(nèi)部，滲透性能測試結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映裂隙巖體自身在力學(xué)作用下的力學(xué)性能，適用于米級尺度及米級以上尺度的裂隙巖體耐高滲壓密封。
【IPC分類】G01N15/08, G01N3/12
【公開號】CN105466828
【申請?zhí)枴緾N201410454362
【發(fā)明人】蘇銳, 滿軻, 王駒
【申請人】核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年9月9日