1.一种用于岩石直剪-渗流的试验装置,其特征在于,包括轴向剪切压头、压力室、密封件、垫板和胶套;
所述的胶套放置在压力室内,胶套内部用于放置试件;
所述轴向剪切压头设置在胶套的上方,与所述的胶套相连,其用于对试件施加一定的压力,轴向剪切压头的施力面的面积大于试件的受力面的面积;
所述的垫板设置在胶套的下方,与所述的胶套相连,其为试件提供一定的支撑力,垫板的受力面的面积大于试件的施力面的面积;
在所述的垫板和轴向剪切压头上均设有渗流通道;
所述的胶套与垫板连接位置、所述胶套与轴向剪切压头连接位置均通过所述的密封件密封。
2.如权利要求1所述的用于岩石直剪-渗流的试验装置,其特征在于,所述的垫板为刚性圆柱形垫板,其受力面的面积与轴向剪切压头施力面的面积相同,上下对称设置。
3.如权利要求1所述的用于岩石直剪-渗流的试验装置,其特征在于,所述的胶套为一个类似于“工”字形状的壳体,且上、下面均开口;其上开口的面积略小于轴向剪切压头的施力面的面积,其下开口的面积略小于垫板的受力面的面积,中间部位的柱体的形状与预制试件的侧面形状相同,中间部位的柱体内径略大于预制试件的半径。
4.如权利要求1所述的用于岩石直剪-渗流的试验装置,其特征在于,所述的轴向剪切压头、压力室采用的是三轴压缩仪上对应的装置。
5.一种利用权利要求1-4任一所述的装置进行岩石直剪-渗流试验的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将所述的垫板安放到压力室的底部,二者形成下部圆柱型配合体;
2)将制作完成的试件放入至所述的胶套内,然后将胶套底部套装到所述的垫板上部,使其组合起来;
3)进行单轴预压,使得轴向剪切压头嵌入所述的胶套直至与带有预制节理的试验试件发生接触;
4)分别在所述胶套与所述垫板、轴向剪切压头连接位置粘贴密封装置进行密封;
5)对试件施加围压,开始试验。
6.如权利要求5所述的岩石直剪-渗流试验的方法,其特征在于,所述的试件为圆柱形结构,在圆柱形结构的两个端面上设有一小块半圆柱体缺口,两个端面上的缺口相对于试件的轴线对称;从试件的两个端面的中心位置向试件的内部延伸设有节理。
7.如权利要求6所述的岩石直剪-渗流试验的方法,其特征在于,试验试件的制作过程,如下:(1)加工制作出试验要求的圆柱型岩石试件;
(2)加工制作预制节理,节理宽度和高度依据试验要求确定,节理位置从试件的两个端面的中心位置向试件的内部延伸;
(3)在试件的两个端面上切割一小块半圆柱体缺口,两个端面上的缺口相对于试件的轴线对称;
(4)对试件的缺口进行修补,使其再成为一个中间轴线处具有预制节理的圆柱型岩石试件。
8.如权利要求7所述的岩石直剪-渗流试验的方法,其特征在于,所述试件节理位置与渗流通道在同一中心线上。
9.如权利要求7所述的岩石直剪-渗流试验的方法,其特征在于,所述的试件的修补采用AB干挂胶。