5夏才初等人所采用的剪切-渗流耦合试验系统。

1为电脑，2为垂直方向控制加载器，3为水平方向控制加载器，4为渗流控制器，5为剪切盒，6为水箱，7为垂直方向上的油缸，8为水平方向上的油缸，9为垂直方向上的伺服阀，10为水平方向上的伺服阀，11为垂直方向上的位移传感器，12为水平方向上的位移传感器，13为垂直方向上的变形传感器，14为水平方向上的变形传感器，15为压力传动系统，16为反向压传动系统，17与18共为交流伺服电机，19为水压加载装置，20为反压加载装置，21与22共为液压传感器，23与24共为流量计，25为压力传感器，26为集水装置，27为进水口，28为出水口

图1-5剪切-渗流耦合试验系统

该实验系统研究了范围极广的岩石渗流作用下和在轴压、围压和渗透水压下的相关规律，可以用到很多方面，比如水库、大坝的建造，矿山的挖掘和石油的开采等，能够为这些建筑和资源的建造和开采指明研究方向。

这个试验的主要功能有下列几个：

（1）通过伺服控制的试验系统进行法向应力、法向位移、法向刚度3种情况的试验；

（2）进行一种渗流试验，可以观察岩样的节理在不同状态和不同渗透水压下的变化；

（3） 进行闭合的应力渗流耦合试验，可以观察岩样的节理不同状态和不同渗透水压下的变化；

（4） 可以进行在不同状态和不同渗透水压下节理的剪切应力渗流耦合试验。

此试验系统由法向力加载系统、切向力加载系统和水压加载系统以及密封性能较好的剪切盒构成，就像图1-2-5[7]。在进行试验时，每时每刻必须要检测各个部分的状态以及参数，而且还要将测得的数据传递给控制系统，由控制系统根据试验前设置的数据调整试验系统的参数，这样才能得出较为准确的数据。

本试验主要研究内容：

（1） 将设计渗流试验台的渗流仪的结构，充分考虑其密封性；

   （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） 对岩石进行蠕变-渗流耦合试验，在加载横向压力后，观察岩石渗透率的规律变化，并且加载压力后卸载压力后它的渗透率的变化以及在恒定压力时岩石样本的渗透率变化。在整个试验过程中，由于岩石的蠕变性质，就不得不考虑它对本身渗透的影响。本试验也可以进行不同种类的岩石，比如大理石、石灰岩、沉积岩和角页岩等的试验，也可以在不同等级的压力下进行试验，研究岩石渗透性的试验，观察岩石样本的蠕变速率。论文网

实施方案：

(1)  对系统展开密封性试验；

(2)  对样本进行渗流蠕变耦合试验；

(3)  采用改进的油水渗流率试验仪进行渗流蠕变耦合试验。

   创新方法：

   (1)  根据等效连续介质模型和流变力学的基本理论，引入有限元程序设计了渗流仪的结构；

   (2)  在设计中充分考虑系统的开放性，稳定性和可换性等。