本發(fā)明涉及一種大尺寸巖石裂隙滲透性尺寸效應(yīng)試驗方法；屬于巖體水力學試驗技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

巖體由巖和裂隙兩部分組成。通常裂隙的滲透系數(shù)遠高于巖的滲透性，因此，巖體滲透性主要取決于裂隙的滲透性。研究表明，巖體的滲透性與巖體的力學性質(zhì)(如抗剪強度、抗壓強度等)相似，亦存在尺寸效應(yīng)。巖體的滲透性隨著試樣尺寸的變化而變化，但目前巖體滲透性尺寸效應(yīng)的控制機理尚未明了，有必要開展多種尺度巖裂隙的滲透試驗，以深入探究巖體滲透性隨尺寸變化的演變規(guī)律，進而揭示其控制機理。

巖裂隙滲透性尺寸效應(yīng)試驗研究，首先需要制作出系列尺寸(如10～100cm)的巖裂隙試樣，但受客觀條件限制，目前巖裂隙試樣尺寸較小，無法滿足在單一尺寸試樣上實現(xiàn)系列尺寸巖裂隙滲透試驗研究。

因此，為解決上述技術(shù)難題，確有必要提供一種大尺寸巖裂隙試樣，以實現(xiàn)在單一大尺寸試樣下開展系列尺寸巖裂隙滲透試驗研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種大尺寸巖石裂隙滲透性尺寸效應(yīng)試驗方法，有效地解決了巖裂隙尺寸效應(yīng)試驗研究中試樣，并實現(xiàn)了系列尺寸巖裂隙滲透試驗；制作簡單，具有應(yīng)用價值。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種大尺寸巖石裂隙滲透性尺寸效應(yīng)試驗方法，包括如下步驟：

(1)將巖切割成上巖圓盤、下巖圓盤；

(2)將上巖圓盤上開設(shè)有1組以上的測壓孔組，所述測壓孔組由1個以上的測壓孔組成，所述測壓孔內(nèi)安裝有滲壓計；

(3)將下巖圓盤的圓心處開設(shè)有注水孔，所述下巖圓盤外套接有集水槽，所述集水槽上開設(shè)有出水口；

(4)將步驟(2)中的上巖圓盤與步驟(3)中的下巖圓盤疊合形成巖裂隙；

(5)當步驟(2)中的上巖圓盤與步驟(3)中的下巖圓盤疊合形成巖裂隙后通過注水孔注水，為巖裂隙供水，用量水杯從出水口測量從巖裂隙外滲的水流流量；同時記錄不同滲壓計的滲流壓力值；

(6)最后將用量水杯從出水口測量從巖裂隙外滲的水流流量和不同滲壓計的滲流壓力值代入徑向流公式，從而計算出不同尺寸巖裂隙的滲透。

步驟(1)中巖加工打磨成直徑為100cm的圓柱形巖，接著將圓柱形巖對中切割成上巖圓盤、下巖圓盤。

步驟(2)中將上巖圓盤上分別開設(shè)有第一測壓孔組、第二測壓孔組、第三測壓孔組、第四測壓孔組，所述第二測壓孔組與第四測壓孔組之間的上巖圓盤上開設(shè)有第一測壓孔組，且所述第一測壓孔組分別與第二測壓孔組、第四測壓孔組垂直安裝；所述第二測壓孔組與第四測壓孔組之間的上巖圓盤上開設(shè)有第三測壓孔組，且所述第三測壓孔組也分別與第二測壓孔組、第四測壓孔組垂直安裝；所述第一測壓孔組由1個以上的第一測壓孔組成，所述第二測壓孔組由1個以上的第二測壓孔組成，所述第三測壓孔組由1個以上的第三測壓孔組成，所述第四測壓孔組由1個以上的第四測壓孔組成。

所述第一測壓孔組由4個第一測壓孔組成，且相鄰兩個所述第一測壓孔之間的距離為10cm；所述第二測壓孔組由4個第二測壓孔組成，且相鄰兩個所述第二測壓孔之間的距離為10cm；所述第三測壓孔組由4個第三測壓孔組成，且相鄰兩個所述第三測壓孔之間的距離為10cm；所述第四測壓孔組由4個第四測壓孔組成，且相鄰兩個所述第四測壓孔之間的距離為10cm。

步驟(3)中注水孔與注水管相連。

步驟(6)中徑向流公式為：

式中：ri——裂隙面的外徑；

r0——裂隙面的內(nèi)徑；

μ——水流粘滯系數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是：一種大尺寸巖石裂隙滲透性尺寸效應(yīng)試驗方法，有效地解決了巖裂隙尺寸效應(yīng)試驗研究中試樣，并實現(xiàn)了系列尺寸巖裂隙滲透試驗；制作簡單，具有應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明上巖圓盤的俯視圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1、圖2所示一種大尺寸巖石裂隙滲透性尺寸效應(yīng)試驗方法，包括如下步驟：

(1)將巖切割成上巖圓盤1、下巖圓盤2；

(2)將上巖圓盤1上開設(shè)有1組以上的測壓孔組，所述測壓孔組由1個以上的測壓孔組成，所述測壓孔內(nèi)安裝有滲壓計9；

(3)將下巖圓盤2的圓心處開設(shè)有注水孔3，所述下巖圓盤2外套接有集水槽5，所述集水槽5上開設(shè)有出水口6；

(4)將步驟(2)中的上巖圓盤1與步驟(3)中的下巖圓盤2疊合形成巖裂隙4；

(5)當步驟(2)中的上巖圓盤1與步驟(3)中的下巖圓盤2疊合形成巖裂隙4后通過注水孔3注水，為巖裂隙4供水，用量水杯7從出水口6測量從巖裂隙4外滲的水流流量；同時記錄不同滲壓計9的滲流壓力值；

(6)最后將用量水杯7從出水口6測量從巖裂隙4外滲的水流流量和不同滲壓計9的滲流壓力值代入徑向流公式，從而計算出不同尺寸巖裂隙的滲透。

步驟(1)中巖加工打磨成直徑為100cm的圓柱形巖，接著將圓柱形巖對中切割成上巖圓盤1、下巖圓盤2。

步驟(2)中將上巖圓盤1上分別開設(shè)有第一測壓孔組、第二測壓孔組、第三測壓孔組、第四測壓孔組，所述第二測壓孔組與第四測壓孔組之間的上巖圓盤1上開設(shè)有第一測壓孔組，且所述第一測壓孔組分別與第二測壓孔組、第四測壓孔組垂直安裝；所述第二測壓孔組與第四測壓孔組之間的上巖圓盤1上開設(shè)有第三測壓孔組，且所述第三測壓孔組也分別與第二測壓孔組、第四測壓孔組垂直安裝；所述第一測壓孔組由1個以上的第一測壓孔11組成，所述第二測壓孔組由1個以上的第二測壓孔12組成，所述第三測壓孔組由1個以上的第三測壓孔13組成，所述第四測壓孔組由1個以上的第四測壓孔14組成。

所述第一測壓孔組由4個第一測壓孔11組成，且相鄰兩個所述第一測壓孔11之間的距離為10cm；所述第二測壓孔組由4個第二測壓孔12組成，且相鄰兩個所述第二測壓孔12之間的距離為10cm；所述第三測壓孔組由4個第三測壓孔13組成，且相鄰兩個所述第三測壓孔13之間的距離為10cm；所述第四測壓孔組由4個第四測壓孔14組成，且相鄰兩個所述第四測壓孔14之間的距離為10cm。

步驟(3)中注水孔3與注水管8相連。

步驟(6)中徑向流公式為：

式中：ri——裂隙面的外徑；

r0——裂隙面的內(nèi)徑；

μ——水流粘滯系數(shù)。

本實施例的一種大尺寸巖石裂隙滲透性尺寸效應(yīng)試驗方法，有效地解決了巖裂隙尺寸效應(yīng)試驗研究中試樣，并實現(xiàn)了系列尺寸巖裂隙滲透試驗；制作簡單，具有應(yīng)用價值。