[发明专利]深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机及测试方法

权利要求书

1.一种深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机，其特征在于包括底座（11），安装于底座上的三轴渗流承载底盘（10），安装于三轴渗流承载底盘上的渗流组件以及用于向渗流组件施加垂向压力的加载立柱（8）；

所述渗流组件包括渗透压头以及与渗透压头组合使用的试件；所述渗透压头包括上渗流垫块、下渗流垫块以及将上渗流垫块、下渗流垫块和试件连接的若干封通器（3）；

所述上渗流垫块开设有沿垂向的第一渗流通道，第一渗流通道出口（1-2）开设有密封槽；

所述下渗流垫块开设有沿垂向的若干第二渗流通道，若干第二渗流通道均匀分布在下渗流垫块周向边缘，第二渗流通道进口（2-2）开设有密封槽；

所述试件由含中心渗流孔的上试件（5-1）和含周边渗流孔的下试件（5-4）组合而成；所述上试件和下试件结合的界面为粗糙界面；上试件中心渗流孔进口（5-2）和下试件周边渗流孔出口（5-5）均开设有密封槽；

所述封通器为含中心通水孔的柱形结构，其外径小于第一渗流通道、第二渗流通道、上试件和下试件开设的密封槽内径；所述封通器两端套设有密封圈，密封圈的外径大于密封槽内径；

所述试件设置于上渗流垫块和下渗流垫块之间，封通器安装于上渗流垫块密封槽与上试件密封槽以及下试件密封槽与下渗流块密封槽配合形成的密封腔体内，封通器经密封圈与各密封槽之间紧配合；所述上渗流垫块与上试件、上试件与下试件、下试件与下渗流垫块接触位置经缠绕的柔性密封带形成一个整体。

2.根据权利要求1所述的深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机，其特征在于上渗流垫块的第一渗流通道进口（1-1）以及下渗流垫块的第二渗流通道出口（2-1）设置有刚性锥度渗流管；通过刚性锥度渗流管将水引入上渗流垫块，或者将水引出下渗流垫块；所述刚性锥度渗流管由锥度体（4-2）以及套设在锥度体上的螺纹帽（4-3）和螺栓（4-4）组成，螺栓的外径大于螺纹帽的外径；所述锥度体内开设有与第一渗流通道进口（1-1）和第二渗流通道出口（2-1）连通的渗流通孔（4-1）；所述锥度体（4-2）与第一渗流通道进口（1-1）和第二渗流通道出口（2-1）内底部锥度匹配；所述螺纹帽与锥度体经螺纹连接；所述螺栓与第一渗流通道进口（1-1）和第二渗流通道出口（2-1）经螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机，其特征在于所述上渗流垫块的第一渗流通道进口经刚性锥度渗流管与接入三轴压力室的进水管（15）连接；所述下渗流垫块的第二渗流通道出口经刚性锥度渗流管与接入三轴压力室的渗流引出管（13）内的相应子管道连接。

4.根据权利要求3所述的深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机，所述上试件和下试件结合的粗糙界面形状相适配。

5.根据权利要求3所述的深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机，其特征在于上渗流垫块、上试件、下试件及下渗流垫块形成的整体外部进一步设置有样品密封保护膜（7）。

6.根据权利要求3所述的深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机，其特征在于进一步包括三轴压力室（9），所述三轴压力室固定安装于底座（11）上，所述三轴渗流承载底盘及安装于三轴渗流承载底盘上的渗流组件位于三轴压力室内；所述三轴压力室底座上设置有围压介质进出管（14）。

7.根据权利要求5所述的深地环境下岩体复杂结构面各向异性渗流试验机，其特征在于进一步包括三轴压力室（9），所述三轴压力室固定安装于底座（11）上，所述三轴渗流承载底盘及安装于三轴渗流承载底盘上的渗流组件位于三轴压力室内；所述三轴压力室底座上设置有围压介质进出管（14）。