用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构

本发明属于岩土测试领域，涉及一种岩土材料各向异性渗流测试的结构单元，尤其涉及一种用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构。

背景技术：

1、各向异性是岩土材料的一个重要性质。室内三轴渗流试验装置是研究岩土材料各向异性的重要工具，用以测试岩土材料在不同方向上的渗流性质。其中，透水石是渗流实验装置的一项重要组成部分，常用在均匀作用于岩土试样上的渗流压力。传统的透水石为多孔材料，内部允许各个方向的流体流动，无法用于岩土体的各向异性测试。因此，一些各向异性测试中选择不使用透水石进而导致渗流压力施加不均匀，或者一些试验在使用透水石的情况下便会出现各向异性渗流测试不精准的问题。

2、基于此，本发明提供一种用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，可以有效解决上述问题，提供均匀、精准的渗流。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，该结构可用于岩土材料的三轴渗流测试，解决岩土体在各向异性室内渗流测试时，渗流压力施加不均匀及各向异性渗流测试不精准的问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，包括叠置的透水石外板和透水石内板，透水石内板靠近试样，透水石外板和透水石内板均采用不透水材料，其上均设有渗流孔且为轴向布置，在透水石外板的内外两侧面分别设有不同数量的非通孔型的渗流孔，且内外两侧面渗流孔通过导流孔连通。这样在渗流时，渗流便只能在一维方向发生，防止了其他正交方向流体的进入从而影响最终测试结果，同时在一维渗流的基础上，该结构可在除中心区域以外区域有效均匀渗流压力。

4、进一步地，所述的透水石外板中心设置有中心渗流孔，中心渗流孔为通孔。

5、进一步地，位于透水石外板外侧面的渗流孔少于其内侧面渗流孔，除中心渗流孔外，每个外侧面渗流孔均与其相邻内侧面渗流孔间分别通过导流孔相连。

6、进一步地，每个外侧面渗流孔与四个内侧面渗流孔相邻并通过导流孔连通，每个外侧面渗流孔的相邻内侧面渗流孔不重叠。

7、进一步地，透水石内板上的渗流孔数量及分布与透水石外板的内侧面渗流孔相匹配，透水石内板中心不设置渗流孔。

8、本发明的结构能够有效形成一维渗流，且在此基础上，通过内外板以及外板内外侧面渗流孔的设计可有效均匀渗流压力。当流体流入时，流体在透水石外板均匀渗流，而后通过内板流向被测试样。在各向异性渗流测试时，如需关闭该方向渗流，只需设计相应的堵塞柱进入外板外侧面所有渗流孔即可。

9、本发明的有益效果是：

10、1.本发明提出的各向异性渗流测试中的透水石组合结构可帮助解决了各向异性渗流测试中渗流压力施加不均匀及各向异性渗流测试不精准的问题。

11、2.本发明提出的各向异性渗流测试中的透水石组合结构可用于三轴各向异性渗流测试装置及三轴应力-渗流耦合测试装置，从而服务于岩土渗流测试相关研究。

技术特征：

1.一种用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，其特征在于，包括叠置的透水石外板和透水石内板，透水石内板靠近试样，透水石外板和透水石内板均采用不透水材料，其上均设有渗流孔且为轴向布置，在透水石外板的内外两侧面分别设有不同数量的非通孔型的渗流孔，且内外两侧面渗流孔通过导流孔连通，所述的透水石外板中心设置有中心渗流孔。

2.根据权利要求1所述的用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，其特征在于，所述中心渗流孔为通孔。

3.根据权利要求2所述的用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，其特征在于，位于透水石外板外侧面的渗流孔少于其内侧面渗流孔，除中心渗流孔外，每个外侧面渗流孔均与其相邻内侧面渗流孔间分别通过导流孔相连。

4.根据权利要求2所述的用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，其特征在于，每个外侧面渗流孔与四个内侧面渗流孔相邻并通过导流孔连通，每个外侧面渗流孔的相邻内侧面渗流孔不重叠。

5.根据权利要求1所述的用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，其特征在于，透水石内板上的渗流孔数量及分布与透水石外板的内侧面渗流孔相匹配，透水石内板中心不设置渗流孔。

技术总结
本发明公开了一种用于岩土各向异性渗流测试的单向渗透透水石组合结构，包括叠置的透水石外板和透水石内板，透水石内板靠近试样，透水石外板和透水石内板均采用不透水材料，其上均设有渗流孔且为轴向布置，在透水石外板的内外两侧面分别设有不同数量的非通孔型的渗流孔，且内外两侧面渗流孔通过导流孔连通，所述的透水石外板中心设置有中心渗流孔。该结构能够有效形成一维渗流，且在此基础上，通过内外板以及外板内外侧面渗流孔的设计可有效均匀渗流压力。可应用于岩土各向异性渗流测试装置中。

技术研发人员：张星宇,张宇嘉,雷亮
受保护的技术使用者：西湖大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17