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原文传递一种利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试方法及装置

专利名称：	一种利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试方法及装置
摘要：	本发明公开了一种利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试方法及装置，包括岩石渗透压力室、岩土渗透仪、气压供给及控制系统和气水压转换系统，气压供给及控制系统包括空气压缩机和空压机调节阀，气水压转换系统包括装有水的压力桶，压力桶的下端分别开设高度不同的压力水上分流出口和压力水下分流出口；压力水上分流出口的管路上设有三通阀，三通阀的一个出水口与岩土渗透仪通过管路相连，另一个出水口与岩石渗透压力室的压头通过管路相连，压力水下分流出口与岩石渗透压力室的压力室壁相连。本发明可以同时测试岩石和岩土两种试样的渗透特性，且可以利用同一套仪器设备提供围压和渗透压力的测定，结构简单，操作便捷，测定精度高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	梁恒昌;商翔宇;王建州;况联飞;莫品强;王涛;陈拓;蔡晓军;赵晓东;邱一帆;周磊;吴鹏飞;周国庆;朱启银;赵光思
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910072227.X
公开号：	CN109765161A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	楼高潮
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号
主权项：	1.一种利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试装置，包括试样渗透压力室(3)、数据采集系统(4)以及压力水供给装置，其特征在于，所述试样渗透压力室(3)包括岩石渗透压力室(31)和岩土渗透仪(32)，压力水供给装置包括气压供给及控制系统(1)和气水压转换系统(2)，气压供给及控制系统(1)包括空气压缩机(11)和空压机调节阀(12)，气水压转换系统(2)包括装有水的压力桶(25)，压力桶(25)的下端分别开设高度不同的压力水上分流出口(261)和压力水下分流出口(262)，空压机调节阀(12)通过空气管路与设在压力桶(25)上的调压阀(23)相连，并通过调压阀(23)将一定压力的压缩空气通入压力桶(25)中；压力水上分流出口(261)的管路上设有三通阀(47)，三通阀(47)的一个出水口与岩土渗透仪(32)通过管路相连，另一个出水口与岩石渗透压力室(31)的压头(312)通过管路相连，压力水下分流出口(262)与岩石渗透压力室(31)的压力室壁(315)相连，岩石渗透压力室(31)以及岩土渗透仪(32)的下端均连接有废水收集装置(5)；压力水上分流出口(261)与三通阀(47)之间连接的管路上、压力水下分流出口(262)与岩石渗透压力室(31)的压力室壁(315)之间连接的管路上、三通阀(47)与岩石渗透压力室(31)的压头(312)之间连接的管路上、三通阀(47)与岩土渗透仪(32)之间连接的管路上、岩石渗透压力室(31)与废水收集装置(5)之间连接管路上、岩土渗透仪(32)与废水收集装置(5)之间连接管路上均设置数据采集分析系统(4)。 2.根据权利要求1所述的利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试装置，其特征在于，所述数据采集分系统(4)包括依次连接在管路上的水管球阀(41)、前置过滤器(42)、压力变送器(43)和涡轮流量计(44)，压力变送器(43)上测定的压力值以及涡轮流量计(44)上测定的流量值均通过数据采集仪(45)采集至计算机(46)进行数据分析。 3.根据权利要求2所述的利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试装置，其特征在于，所述岩石渗透压力室(31)包括由上至下依次设置的压头(312)、上透水板、岩样(314)、下透水板和底座(316)，岩样(314)固定在压力室的压头(312)和底座(316)之间，且岩样的外端套有乳胶套(313)，压头(312)通过拧紧螺栓(311)紧固在压力室壁(315)上端，压头(312)和压力室壁(315)上均设有供水流入的阀口，底座(316)上设有供水流出的阀口；岩土渗透仪(32)包括渗透仪支架(322)、不锈钢环刀(324)以及固定不锈钢环刀的渗透仪底座(327)，渗透仪支架(322)固定在渗透仪底座(327)上，粘性土(325)被放置在不锈钢环刀(324)内，且粘性土(325)的上下均设有透水石(326)，上端透水石(326)上端设有渗透仪上盖(323)，压紧手轮(321)安装在渗透仪支架(322)上端并与渗透仪上盖(323)相连，通过旋转压紧手轮(321)压紧渗透仪上盖(323)从而压紧粘性土(325)；渗透仪上盖(323)上设有供水流入的阀口，渗透仪底座(327)上设有供水流出的阀口。 4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试装置，其特征在于，所述废水收集系统(5)包括设有量杯的水桶(51)。 5.一种利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、将试验装置放置于试验台，检查各管路密封性是否良好、线路是否安全、各部件是否松动，经检查无异常后放入试样；第二步、接通空气压缩机(11)电源开始储气，当压力表显示气压为0.8Mpa时，储气完成；打开空压机出气阀和压力桶的进气阀，使压缩气流输出至压力桶(25)，并通过空压机调压阀(12)和压力桶调压阀(23)调节压力桶(25)的气压，使流向压力桶(25)内的气流维持在一定压力；第三步、依次打开压力桶压力水上分流出口(261)和/或压力水下分流出口(262)的水流球阀，使渗透水流入试样渗透压力室进行渗透试验；第四步、气压将压力桶(25)内的水压出，依次经过水管球阀(41)、前置过滤器(42)、压力变送器(43)、涡轮流量计(44)，进入岩石渗透压力室(31)和/或岩土渗透仪(32)后再经过数据采集及分析系统(4)后渗出，并通过废水收集系统(5)收集处理；第五步、压力变送器(43)、涡轮流量计(44)采得各位置的压力信号和流量信号均通过数据采集仪(45)导入计算机(46)内进行试验数据的记录分析；第六步、试验完成后，依次关闭空气压缩机的开关、各管路球阀，然后打开分流压力桶上的泄压阀进行泄压；第七步、关闭其他试验部件，整理试验用品，处理试验废物，打扫试验台，试验结束。 6.根据权利要求5要求所述的利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试方法，其特征在于，当仅进行岩石渗透试验时，第三步中，首先，打开压力水下分流出口(262)处的水流开关，将下分流出口的水压作为围压首先施加到岩石渗透压力室(31)的腔体内，使试样和乳胶套紧密贴合，压力水下分流出口(262)与岩石渗透压力室(31)的压力室壁(315)之间连接的管路上的数据采集及分析系统(4)进行压力、流量的数据采集与输出；然后，打开压力水上分流出口(261)以及岩石渗透压力室(31)的水流开关，使渗压水流通过压力水管进入压力室进行渗透压测试，三通阀(47)与岩石渗透压力室(31)的压头(312)之间连接的管路上的数据采集及分析系统(4)进行压力、流量的数据采集与输出。 7.根据权利要求5要求所述的利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试方法，其特征在于，当仅进行岩土渗透试验时，第三步中，打开压力水上分流出口(261)及岩土渗透仪(32)的水流开关，渗透压水流通过压力水管进入岩土渗透仪，三通阀(47)与岩土渗透仪(32)之间连接的管路上的数据采集及分析系统(4)进行压力、流量的数据采集与输出。 8.根据权利要求5要求所述的利用分流桶提供渗压及围压的渗透性测试方法，其特征在于，当同时进行岩石渗透试验和岩土渗透试验时，第三步中，首先，打开压力水下分流出口(262)处的水流开关，将下分流出口的水压作为围压首先施加到岩石渗透压力室(31)的腔体内，使试样和乳胶套紧密贴合，压力水下分流出口(262)与岩石渗透压力室(31)的压力室壁(315)之间连接的管路上的数据采集及分析系统(4)进行压力、流量的数据采集与输出；然后，打开压力水上分流出口(261)、岩石渗透压力室(31)处的水流开关和岩土渗透仪(32)处的水流开关，使渗压水流通过压力水管分别进入岩石渗透压力室(31)和岩土渗透压力室(32)进行渗透压测试，压力水上分流出口(261)与三通阀(47)之间连接的管路上数据采集及分析系统(4)、三通阀(47)与岩石渗透压力室(31)的压头(312)之间连接的管路上的数据采集及分析系统(4)、三通阀(47)与岩土渗透仪(32)之间连接的管路上的数据采集及分析系统(4)分别进行压力、流量的数据采集与输出。
所属类别：	发明专利