1。绪论

1。1研究背景

由于大量空隙以及裂隙存在于地下天然岩体中，当地下水在其中流动时，其状态的改变会很大程度上影响岩石力学特性和岩土工程设计。工程实践中由于地下水位变化导致的孔隙水压上升常常会引起诸如隧道涌水、矿井突水、坝基侧漏、地表沉降。等很多工程地质问题。工程中因为渗流而引起的重大灾难大多都发生在破碎岩体中。因此破碎岩体渗流的研究是十分必要的。

通过初步研究破碎岩体渗流基本理论，本论文展开了对破碎岩体渗透试验系统的研究与制造。经过数个月的努力我们研制了一种用于破碎岩体渗流的试验系统装置，结合实验室的万能材料试验机、液压缸、柱塞泵等设备，组成了破碎岩石渗流试验系统，可以用于破碎岩石渗流的基础理论研究，为煤层开采时预防灾害提供了试验数据。

1。2研究现状

1。3本试验主要研究内容：

（1） 充分考虑渗流试验台的渗流仪密封性设计；

   （2） 对设计渗流系统的整体方案，考虑其开放性，密封性，稳定性及可换性；

   （3） 充分考虑破碎岩体渗流试验围压、加卸载及恒压下，渗透率的变化规律；和对渗流试验过程渗透率的影响规律。对于不同温度，不同岩石和不同的围压、孔压条件下，通过渗透试验，来拟合出相应的渗透率裂隙方程。

实施方案：

（1）对系统展开密封性试验；

（2）对样本进行破碎岩体渗流试验；

（3）采用改进的油水渗流率试验仪进行岩体渗流试验。

1。4创新方法：

    （1）在设计中充分考虑系统的开放性，稳定性和交换性。

（2）相对于其他试验台可以测量内部压力以及温度。

    （3）根据非达西（Darcy）渗流系统的动力学模型，分析了稳定状态下本试验系统的压力分布规律，并建立了本试验的流变分析模型，推导出破碎岩体平衡态渗流速度方程。

   （4）相对于其他实验台，本实验台不需要频繁的向液压缸注水来妨碍试验的连续性。

2。试验系统的设计目标

    一个好的工程设计需要诸多方面的努力和细心，好的设计环境，好的理论依据，好的试验数据等等。而设计出好工程的前提必须要有明确的要求。只有良好而明确的设计要求才能创造出优质性能、便宜、技术含量高的渗流测试系统论文网

2。1试验系统功能

    本文设计的试验系统除了拥有基本的测试功能外，还要具有其他渗流试验所不具备的功能。基本的测试功能包括轴向载荷和位移测量功能，控制压力大小的功能，渗流仪开放性的功能，渗流仪的密封性的功能，细小颗粒与水混合物流向控制功能，物理信号采集功能与数据处理功能等。

   （1）施加载荷机构和位移测量功能

渗流试验的过程中需要对岩石样本进行轴向加载而且轴向压缩量可以进行调节。此外，当渗透仪内部充满液体时其内部压力无法平衡，所以需要向岩石样品两端施加一个轴向载荷平衡其内部压力。

   （2） 渗透性功能

为了达到试验目，在进行岩体渗流试验时。需要在岩石样品底部注射水压，通过压力差使水按照预定的流向完成试验，水从渗流仪的下端注入从渗流仪的上端流出，期间水可以自由出入岩石样本内部。

(3)渗流仪的密封性

    能否实现装置的密封是整个试验最为重要的部分，只有实现良好的密封，才能保证液体在渗流仪中按照设想的流向移动而不会从装置的接口处流出。在密封性得到保证的情况下才能准确测量流量和流速，流量与流速是计算渗透率时两个必要的量。