1、光滑平槽322和橡胶垫片323，以及水流过渡区324。
[0035]所述光滑平槽322沿裂隙321轴向分布于裂隙321两侧，所述橡胶垫片323填充于光滑平槽322将裂隙321两侧密封，所述水流过渡区324分布于裂隙321的轴长两端、并与水平缝相接。所述裂隙321的轴长两端通过水流过渡区324与水平缝相接、并通过更换不同厚度的橡胶垫片323进行裂隙321开度调节；所述水压传感器30通过探针延伸入裂隙321进行测量裂隙321过流水压。
[0036]如图1所示，所述水压传感器30等间隔分布有三处，依次为靠近裂隙试件3入水端的始端水压传感器、位于裂隙试件3轴长中心的中间水压传感器、和靠近裂隙试件3出水端的末端水压传感器。
[0037]在图2中仅示出一片橡胶垫片323，所述橡胶垫片323可通过涂抹玻璃胶后填充入光滑平槽，增加密封性；可采用厚度范围为O < X < 9mm的橡胶垫片进行裂隙开度调节。
[0038]本发明提供的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置的试验操作过程为:
[0039]步骤1、准备裂隙试件:试验开始前，先制备好试验用的粗糙裂隙试件，确保用于试验的水泥裂隙试件已经养护28天，试件强度至少达到70% ;
[0040]步骤2、准备橡胶垫片:可准备1mm、1.5mm、2mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm或8mm等不同标准厚度的橡胶垫片；以标准厚度的橡胶垫片使裂隙形成一定的开度，在裂隙试件两侧的光滑平槽和橡胶垫片上分别涂抹一层薄薄的玻璃胶，以达到较好的密封效果；
[0041]步骤3、安放橡胶垫片:将标准厚度橡胶垫片安放在裂隙试件两侧光滑平槽中，合上平分的试件主体的相对应上下面，以形成相应要求的裂隙开度，然后用管夹将试件主体固定，并用螺栓拧紧以防漏水和水压破坏；
[0042]步骤4、测量裂隙开度:完成试件主体和橡胶垫片的安装后，再用游标卡尺对裂隙宽度进行多点测量取平均值，并记录下来作为最终的裂隙宽度，此时裂隙主体部分制成；
[0043]步骤5、端帽密封操作:在进水端帽和出水端帽中也均涂抹上玻璃胶，内垫入防水垫圈，以达到密封不透水的目的；
[0044]步骤6、安装端帽:将裂隙试件装入进水端帽中，盖上出水端帽，穿入四根长螺杆进行固定，前后用螺帽拧紧固定，将水压力传感器安装于裂隙上测点位置；
[0045]步骤7、密封性检查:连接进水水管和出水管，检查各管夹和螺栓是否固定紧密，打开增压栗电源开关，用调压阀门从小到大调节水栗流量，打开缓水箱排气阀排出缓水箱内空气，先验证试验装置的密封性是否满足要求，若不满足则用快干密封胶进行补救措施；
[0046]步骤8、试验操作及读取数据:密封性满足要求后，将调压阀门从小到大进行调节，待位于上游测压孔的末端水压传感器数显计指数发生变化时，等待一段时间，等上水槽水位稳定后再读取水位测针读数，并记录始端水压传感器、中间水压传感器和末端水压传感器三处的上中下游读数和水位测针读数，利用溢流三角堰流量计算公式计算得到流量值；
[0047]步骤9、更换橡胶垫片:完成一组试验数据的测量后，卸下水泥裂隙试件，更换橡胶垫片重复步骤3?8，进行下一裂隙开度的试验数据的测量；
[0048]步骤10、更换裂隙试件:完成所有开度试验数据的测量后，卸下水泥裂隙试件，进行不同裂隙试件的试验数据的测量；
[0049]步骤11、重复试验步骤2?10的操作，直至完成所有裂隙试件的测量为止；
[0050]步骤12、所有试验完成后，卸下裂隙试件和试验装置，拆下水位测针和所有连接件，放掉上水槽和下水槽中的水，将增压栗中的水排净，归置好所有试验用具以备以后再用。
[0051]上述试验过程中水流由增压栗获得高水压水头，水流通过裂隙后流入上水槽，然后通过溢流三角堰流入下水槽，实现循环水流效果；通过缓水箱的设置，实现水压稳定性输出；在裂隙上、中、下游安装精密的水压传感器测量三点处的水压，可解决裂隙过流水压差测量问题；在裂隙两测预留光滑平槽，通过更换标准厚度橡胶垫片，可解决裂隙开度的调整问题；在裂隙进出水口位置分别安装均开有水平缝的入水端帽和出水端帽，并通过长螺杆拉紧固定两端帽，可解决引流和密封的问题；再利用水位测针读取上水槽的水面高度，通过溢流三角堰的流量计算公式计算出流量，解决试验过程中流速较大流量不易测量问题。
[0052]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:包括依次相连的水槽、供水管路、裂隙试件和回水管路，所述水槽通过安设溢流三角堰形成水流相贯通的下水槽和上水槽两水区； 所述供水管路的始端与设于下水槽的供水口相连、供水管路的末端通过入水端帽与裂隙试件的入水端相连，所述回水管路的始端通过出水端帽与裂隙试件的出水端相连、回水管路的末端贯穿过设于上水槽的回水口延伸入上水槽中； 所述供水管路自始端到末端依次设置有增压栗和调压阀门，所述入水端帽和出水端帽均开设有引水用的水平缝，所述裂隙试件沿轴向依次设置至少三处水压传感器，所述溢流三角堰位于上水槽侧设置有水位测针； 所述裂隙试件包括试件主体和位于试件主体内的裂隙主体，所述裂隙主体沿试件主体轴向分布并平分试件主体；所述裂隙主体包括裂隙、光滑平槽和橡胶垫片，所述光滑平槽沿裂隙轴向分布于裂隙两侧，所述橡胶垫片填充于光滑平槽将裂隙两侧密封，所述裂隙的轴长两端与水平缝相接、并通过更换不同厚度的橡胶垫片进行裂隙开度调节；所述水压传感器通过探针延伸入裂隙进行测量裂隙过流水压。2.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述裂隙主体还包括水流过渡区，所述水流过渡区分布于裂隙的轴长两端、并与水平缝相接。3.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述试件主体通过外套管夹固定。4.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述供水管路的末端和入水端帽之间设置有缓水箱。5.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述入水端帽和出水端帽通过长螺杆贯穿后拧紧螺帽进行拉紧固连。6.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述入水端帽和出水端帽均内垫有密封垫圈。7.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述水压传感器等间隔分布有三处，依次为靠近裂隙试件入水端的始端水压传感器、位于裂隙试件轴长中心的中间水压传感器、和靠近裂隙试件出水端的末端水压传感器。8.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述橡胶垫片涂抹玻璃胶后填充入光滑平槽。9.根据权利要求1所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述橡胶垫片的厚度为X，0 < X彡9mm。10.根据权利要求9所述的一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，其特征在于:所述橡胶垫片的厚度为 1臟、1.5mm、2mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm 或 8mm0
【专利摘要】本发明公开了一种可循环粗糙裂隙高速渗流试验装置，包括依次相连的水槽、供水管路、入水端帽、裂隙试件、出水端帽和回水管路，以及水压传感器；供水管路依次设置有增压泵和调压阀门，入水端帽和出水端帽均开设有引水用的水平缝；裂隙试件包括试件主体和位于试件主体内的裂隙主体，裂隙主体包括裂隙、光滑平槽和橡胶垫片，光滑平槽沿裂隙轴向分布于裂隙两侧，橡胶垫片填充于光滑平槽将裂隙两侧密封，裂隙的轴长两端与水平缝相接、并通过更换不同厚度的橡胶垫片进行裂隙开度调节；水压传感器通过探针延伸入裂隙进行测量裂隙过流水压。实现准确便捷、真实准确的反映粗糙岩体裂隙高速渗流过程，且工序简明、水量计算简单、用水可循环、裂隙开度可控。
【IPC分类】G01N15/08
【公开号】CN105158141
【申请号】CN201510568351
【发明人】王媛, 倪小东, 李冬田, 冯迪, 杨庆刚, 陈珂
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月8日