一种多场耦合试验试件防水侧漏装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地质技术领域，涉及一种多场耦合试验试件防水侧漏装置。
【背景技术】
[0002]节理裂隙岩体是水力工程、交通运输工程、采矿工程、石油开采、地下隧道工程、核废料地下深埋工程、国防地下建设工程等问题中广泛遇到的工程介质，不同的温度、渗透压力差、围岩应力均对裂隙岩体形变及渗流特性有重要影响，通过岩石温度一渗流一应力耦合作用实验来了解裂隙岩体的渗流力学及其变形特征，为各种岩体工程的设计及其建造提供重要的依据。
[0003]工程岩体一般处于三向应力状态下，因此，研宄岩石在三轴压缩条件下的变形与渗流特性对实际工程更具指导意义。三轴压缩条件下的变形特征主要通过三轴试验进行研宄。根据试验的应力状态，三轴试验可分为两类:常规三轴试验和真三轴试验。常规三轴试验的应力状态为OAo2= O 3>0,即岩石试件受轴压和围压作用，又称为普通三轴试验或假三轴试验。真三轴试验的应力状态为σ pop ο 3>0，即岩石试件在三个彼此不等压三轴试验。目前普遍使用的是常规三轴试验，但传统装置的缺陷:(I)由于没有统一岩石温度一渗流一应力耦合作用试验标准，目前普遍沿用岩石应力作用试验标准对试件进行密封。通常使用热塑管包裹岩石试件，然后用热吹风机对其加热，使之收缩贴合试件外表面，主要是防止岩石破碎时碎渣溅入硅油内，同时具有一定的密封性。(2)传统装置或为简陋或为繁琐，操作非常不便、而且测试数据失真，不适合规模化、稳定化的生产和施用。(3)传统的装置的突出问题还在于，用于渗透一应力耦合实验时，热塑管密封不严的问题便显现出来。当施加较高渗透压时，水流均从上水孔压盘与试件的上接触面溢出，直接混入硅油内，造成了围压压力失稳、渗透压失真以及硅油的浪费。由于巨大的渗透压差，使得水流极易贯通热塑管和试件的侧隙，形成水流通路，造成岩石渗流假象；水流通路挤涨热塑管，数据采集系统中环向位移引伸计得到的岩石流变环向位移量失真。因此，现行的岩石应力作用试验试件密封标准不适于研宄岩石温度一渗流一应力耦合作用试验岩石的渗流特性。(4)此外，目前众多的实验均未涉及到不同温度条件下岩石试件密封装置及方法的研宄。岩石在不同温度下表现出不同的岩石力学性质，在不同温度下岩石渗流必将呈现出不同的渗流特性，故研宄岩石渗流试验考虑温度的影响也是一项关键的技术。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、密封性好的多场耦合试验试件防水侧漏装置。
[0005]本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种多场耦合试验试件防水侧漏装置，包括上水孔压盘、下水孔压盘、内热塑管和外热塑管，上水孔压盘与下水孔压盘形状相同，上水孔压盘和下水孔压盘的内部均为空心，底部为一密封的平面，顶部为管状部件且顶部设有开口，上水孔压盘上设有进水孔，下水孔压盘上设有出水孔，上水孔压盘的底部朝上、顶部开口向下倒扣在岩石试件的顶部，下水孔压盘的底部向下、顶部开口向上支撑在岩石试件的底部，所述内热塑管套设于岩石试件的中部，内热塑管外表面上安装有湿敏电阻，所述外热塑管包裹整个岩石试件以及上水孔压盘、下水孔压盘顶部的管状部件，外热塑管与上水孔压盘、下水孔压盘的顶部包裹区域上缠有胶带，胶带外部套有铁丝，岩石试件中部区域的外热塑管外表面竖向设置有轴向位移引伸计、横向设置有环向位移引伸计。
[0006]上述多场耦合试验试件防水侧漏装置中，所述岩石试件为圆柱形，其截面大小与上水孔压盘和下水孔压盘的顶部截面面积大小相同。
[0007]上述多场耦合试验试件防水侧漏装置中，所述外热塑管与上水孔压盘的管状部件、下水孔压盘的管状部件、岩石试件未套有内热塑管的区域接触处均填充有胶。
[0008]上述多场耦合试验试件防水侧漏装置中，所述胶包括环氧胶黏剂和固化剂，环氧胶黏剂和固化剂的质量比为3: 2。
[0009]上述多场耦合试验试件防水侧漏装置中，所述湿敏电阻为MSOI型半导体湿敏电阻器。
[0010]本实用新型的有益效果在于:
[0011]1.本实用新型采用内热塑管和外热塑管对整个侧漏装置进行密封，实现了试件的完整密封，杜绝了孔隙水与硅油的相互混入，保证了围压和渗透压加载系统的稳定性；
[0012]2.本实用新型在热塑管和岩石试件未套有内热塑管的区域之间填充有胶，避免了水流从热塑管和试件中的空隙形成渗流通路，进而影响试件环向形变数据采集和渗透系数的测定，保证了试验数据的真实性；
[0013]3.本实用新型内热塑管外表面设有湿敏电阻，可实时观测渗流水是否侧漏。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]图2为岩石试件包裹材料的截面示意图。
[0016]图3为装置在试验机上的示意图。
[0017]图4为采用本实用新型前进行三轴试验20°C时渗透压差与时间图。
[0018]图5为采用本实用新型前进行三轴试验湿敏电阻阻值变化图。
[0019]图6为采用本实用新型后进行三轴试验20°C时渗透压差与时间图。
[0020]图7为采用本实用新型后进行三轴试验40°C时渗透压差与时间图。
[0021]图8为采用本实用新型后进行三轴试验60°C时渗透压差与时间图。
[0022]图中，1.上水孔压盘，2.下水孔压盘，3.进水孔，4.出水孔，5.岩石试件，6.内热塑管，7.湿敏电阻，8.外热塑管，9.胶带，10.铁丝，11.轴向位移引伸计，12.环向位移引伸计，13.底座插销，14.底座，15.顶部插销，16.固定圆盘，17.环形加热圈，18.温度传感器，19.出油口，20.进油口。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0024]如图1、图2所示，本实用新型包括上水孔压盘I和下水孔压盘2，上水孔压盘I和下水孔压盘2的形状相同，上水孔压盘I和下水孔压盘2的底部均为一密封的平面且底部中心设有插销孔，上水孔压盘I和下水孔压盘2内部均为空心，顶部为圆柱形的管状部件且顶部设有开口，上水孔压盘I上设有进水孔3，通过进水孔3连接外部的进水管，将水灌入上水孔压盘I内部，下水孔压盘2上设有出水孔4，通过出水孔4连接外部的水管，将下水孔压盘2内的水排出，上水孔压盘I的底部朝上、顶部开口向下倒扣在岩石试件5的顶部，下水孔压盘2的底部向下，顶部开口向上支撑在岩石试件5的底部，岩石试件5为圆柱形，截面大小与上水孔压盘I和下水孔压盘2的顶部开口面积大小相同，岩石试件5的中部套有宽为30_的内热塑管6，如图2所示，在内热塑管6外表面安装湿敏电阻7，内热塑管6外安装湿敏电阻7是为避免岩石内部渗流水影响湿敏电阻7的阻值，湿敏电阻7材料为MSOI型半导体湿敏电阻器，是由硅粉掺入少量碱金属氧化物烧结而成的，具有电阻值随周围相对湿度的增加而减小的特点。整个岩石试件5和上水孔压盘1、下水孔压盘2的管状部件被外热塑管8包裹，外热塑管8与上水孔压盘1、下水孔压盘2管状部件接触处填充有胶，外热塑管8与岩石试件5未套有内热塑管6的区域填充有胶，在外热塑管8与上水孔压盘1、下水孔压盘2的顶部包裹区域缠有胶带9，胶带9外部套有铁丝10，通过缠绕胶带9和上紧铁丝10将外热塑管8紧固，在岩石试件5中部区域的外热塑管8外表竖向设置轴向位移引伸计
11、横向设置环向位移引伸计12。
[0025]旋转底座、固定圆盘和两根支撑杆，所述旋转底座的中部设有底座插销，固定圆盘的中部设有顶部插销，所述上水孔压盘与下水孔压盘的底面中心设有插销孔，下水孔压盘的底插销孔对准底座插销安装在旋转底座内，上水孔压盘