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原文传递模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的方法

专利名称：	模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的方法
摘要：	本发明公开了一种模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的方法，当岩样外壁水压力大于内壁水压力，水从外壁流向内壁，整个岩样处于受压状态；当岩样外壁水压力小于内壁水压力，水从内壁流向外壁，整个岩样处于受拉状态。本发明方法借用径向渗流试验原理，测量岩石试样受拉或受压应力状态下渗透系数，很好揭示了岩样渗透系数不仅与岩样本身的水物理化学性质有关，还与岩样所处的应力状态有关。
专利类型：	发明专利
申请人：	河海大学
发明人：	陈世壮;梁晖;王如宾;徐卫亚
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010168563.7
公开号：	CN111157430A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	成立珍
分类号：	G01N15/08;G;G01;G01N;G01N15;G01N15/08
申请人地址：	210019 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置，其特征在于，包括试验机，试验机内部具有一个渗水腔，渗水腔底部设置有下透水石，待测定岩石试样放置于渗水腔中，且岩石试样的底端放置在下透水石上，岩石试样的顶端设置有上透水石，轴压系统通过上透水石作用在岩石试样的顶端；岩石试样的导管上连接出水管一和水泵一，水泵一与导管连通的水管上设置有压力传感器一，渗水腔侧壁上连通有水泵二，连接水泵二的水管上设置有压力传感器二，下透水石上连接出水管二。 2.根据权利要求1所述的模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置，其特征在于，岩石试样的外侧壁上粘贴有若干个应力传感贴片。 3.根据权利要求1所述的模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的装置，其特征在于，岩石试样整体是直径为60mm，高度为150mm的圆柱体结构，试样内部具有一个顶部敞口的圆柱形空腔，圆柱形空腔的直径为12mm，高度为125mm，圆柱形空腔中插入导管，导管插入圆柱形空腔中的深度为25mm。 4.模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的方法，其特征在于，包括：第一步，采用浇筑的方法制备岩石试样；岩石试样整体是圆柱体结构，试样内部具有一个顶部敞口的圆柱形空腔，圆柱形空腔中插入导管，用密封管套将导管固定在岩石试样顶部，最后对岩石试样的上下端面涂抹防渗涂料，进行密封处理；第二步，将已制作好的岩石试样安装在试验机上，在岩石试样顶端和底端分别设置上透水石和下透水石；通过轴压系统对岩石试样进行轴压加载，待加载数据稳定后，固定轴压应力水平；第三步，模拟岩石试样受压状态；首先打开水泵二和出水口一，关闭水泵一和出水口二，将水沿径向压入放置岩石试样的压力腔中进行渗透试验；待压力传感器一显示数据p1和压力传感器二显示数据p2达到稳定时，记录数据p1、p2值和水泵二中流量值Q2并停止加压，则p＝p2-p1，通过达西定律公式得到岩石试样受压状态下渗透系数k1；其中，p为岩石试样内外压强差，γw为水的重度，Q2为水的流量值，L为岩石试样的高度，R为岩石试样断面外部直径，r为岩石试样断面内部直径；第四步，模拟岩石试样受拉状态；首先打开水泵一和出水口二，关闭水泵二和出水口一，将水通过导管注入岩石试样的空腔内，沿径向压出岩石试样进行渗透试验；待压力传感器一显示数据p1和压力传感器二显示数据p2达到稳定时，记录数据p1、p2值和水泵一中流量值Q1并停止加压，则p＝p1-p2，通过达西定律公式得到岩石试样受拉状态下的渗透系数k2；其中，p为岩石试样内外压强差，γw为水的重度，Q1为水的流量值，L为岩样的高度，R为岩样断面外部直径，r为岩样断面内部直径。 5.根据权利要求4所述的模拟在拉或压应力状态下测定岩石渗透性能的方法，其特征在于，还可以包括：第五步，在岩石试样外侧壁环向设置多个应力传感贴片，应力传感贴片上的应力值传输至应力传感器上，把应力传感器上记录的处于应力场中岩样中心处的应力σ，进行积分求和再除以圆周周长，得到应力值记为此状态下岩石内部所受应力特征值σ’，即为：与此状态下所求得的渗透系数对应，建立渗透系数-应力状态曲线图。
所属类别：	发明专利