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一种裂隙网络岩石剪切渗流耦合实验方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201410140674.1

申请日:

2014.04.09

公开号:

太阳城集团CN103954511A

公开日:

2014.07.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||著录事项变更IPC(主分类):G01N 3/24变更事项:发明人变更前:马国伟 董茜茜 李之建 王惠栋变更后:王秋生 董茜茜 高经纬 王洪洋|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/24申请日:20140409|||公开
IPC分类号: G01N3/24; G01N3/06 主分类号: G01N3/24
申请人: 北京工业大学
发明人: 马国伟; 董茜茜; 李之建; 王惠栋
地址: 100124 北京市朝阳区平乐园100号
优先权:
专利代理机构: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 张慧
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410140674.1

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2016.08.17|||2016.05.18|||2014.08.27|||2014.07.30

法律状态类型:

授权|||著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种雕刻裂隙网络岩石试件及其裂隙渗流耦合实验装置及其方法,属于流体力学、岩石力学领域。本发明通过以下步骤实现:1、准备实验需要的岩石试件及尺寸大小;2、根据现实的裂隙,运用全自动化刻机雕刻出裂隙网络;3、采用具有电液伺服微机控制系统的数控直接剪切试验机进行实验;4、测裂隙网络的压力,根据公式推导得流速;5、测水或油在岩石裂缝变化发展状况;6、应用数码摄像设备记录着色水在裂缝内的流动过程和状态;7、结合实验建立模型。该实验方法改变了过去人工劈裂得到单一裂缝的模式来进行试件的剪切渗流实验,它能反应岩石内部裂隙的真实状况。该实验材料造价低,方便自己动手雕刻。雕刻速度快,测定装置占地小,操作简单。

权利要求书

权利要求书
1.  一种裂隙网络岩石剪切-渗流耦合实验方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)选取两块大小相同且长、宽为10-80cm,厚为0.8-2cm的矩形形状的青石板作为试件;
(2)把所述两块青石板试件放在雕刻机上,由计算机随机生成裂缝,并控制雕刻机在所述两块青石板试件上雕刻相同的裂隙网络;
(3)在所述青石板试件的两侧分别加装玻璃固定,并在青石板试件与玻璃间涂上胶;
(4)采用具有电液伺服微机控制系统的数控直接剪切试验机进行实验:把所述实验样本放在实验仪器上进行实验,具体为:一次实验把两块尺寸大小完全相同、且裂隙网络相同的青石板构成的实验样本叠加在一起并立于加载器上,水平方向的加载板贴近实验样本,固定好实验样本,开启压力伺服系统的出口、进口及围压进口,以提供压力,其中,进口与实验样本上表面的裂缝相连,出口与实验样本下表面的裂缝相连,围压进口与实验样本的四周相连,以提供围压压力;
(5)对含有裂隙网络的青石板实验样本竖向施加的力为p,当p分别为1Mpa、2Mpa、3Mpa时,在仪器的进口注入液体贯通整个裂隙网络测量裂隙网络流速;
(6)分别选取掺有颜料的水、油,或油水混合物通过剪切试验机的压力伺服系统的进口注入实验样本的裂隙网络中,采用安装于剪切试验机周围的微型摄像头记录液体在裂缝内的流动过程和状态,观察比较青石板试件中裂纹的扩展、贯通直至整个结构破裂的过程,并实时测量记录所述压力传感器的压力值;
(7)结合实验建立模型,将测量结果输入进行仿真再现,通过建立模型验证裂隙网络中的裂缝变形及稳定分析。

2.  根据权利要求1所述的实验方法,其特征在于:所述步骤(2)中构成裂隙网络的裂缝宽度为0.5-3mm。

3.  根据权利要求1所述的实验方法,其特征在于:所述步骤(5)中测量裂隙网络流速的方法为:通过测量裂缝处的压力值,由达西定律公式求算。

4.  根据权利要求3所述的实验方法,其特征在于:其中测量测量裂缝处的压力值的方法为:在裂缝的X字型或Y字型裂缝处的侧面钻出连接到裂缝处的微型口,其直径是0.6-1cm,在微型孔插入橡胶管,橡胶管与裂缝的接触处用防水胶密封,橡胶管的末端与一个半圆形槽连接,在半个圆形槽里放入压力传感器,测量压力值。

关 键 词:
一种 裂隙 网络 岩石 剪切 渗流 耦合 实验 方法
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