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1、10申请公布号CN104077950A43申请公布日20141001CN104077950A21申请号201410342673522申请日20140718G09B23/4020060171申请人中国地质大学（武汉）地址430074湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号72发明人高旭波王焰新胡艳芬刘畅伶74专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人唐万荣54发明名称一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置及方法57摘要本发明提出一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置及方法。该教学实验装置包括实验水溶液储存箱和致密岩体反应池，所述实验水溶液箱通过进水管与致密岩体反应池相连通，致密岩体反应池内部中。
2、心位置安设致密岩体岩样，还安设有围岩加压装置，从而使水流定向的通过致密岩体内部然后流出，并收集与致密岩体内部动态反应过后的实验水溶液，最终实现动态条件下，地下水与贮存岩体之间的水岩相互作用的实验模拟。本发明结构简单，操作便捷，成本低，可广泛适用于教学实验。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104077950ACN104077950A1/1页21一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，包括实验水溶液储存箱和致密岩体反应池，所述实验水溶液箱通过进水管与致密岩体反应池相连通，所述致。
3、密岩体反应池为圆柱筒体，一侧端盖中心位置设有进水口，进水口连接进水管，另一侧端盖中心位置设有出水口，出水口连接出水管，出水管的出口下方设有收集装置，圆柱形的致密岩体岩样水平放置于致密岩体反应池内部圆柱筒体内。2根据权利要求1所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，还包括围岩加压装置，所述的围岩加压装置包括防渗装置和围压水力加压装置；所述防渗装置为紧贴致密岩体反应池内壁设置的氟橡胶套管，所述致密岩体岩样安设于氟橡胶套管内；所述围压水力加压装置为高压手动泵，通过两根管道分别连接致密岩体反应池顶部和底部的两个连接口。3根据权利要求2所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在。
4、于，所述的进水管和出水管位于致密岩体反应池内的部分管体的直径与所述致密岩体岩样的直径大小相同，进水管和出水管的内侧端面分别紧贴致密岩体岩样的左右两端面。4根据权利要求1或2或3所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，所述的进水管上设有进水水力加压装置。5根据权利要求4所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，所述的进水水力加压装置为柱塞泵。6根据权利要求1或2或3所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，所述的进水管上设有流量计。7根据权利要求5所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，所述的致密岩体反应池和柱塞泵均连接有压力表。8根据。
5、权利要求1所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，所述的致密岩体反应池采用不锈钢制成。9根据权利要求1所述的一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，其特征在于，所述的致密岩体反应池的两侧端盖与筒体螺纹连接，致密岩体反应池直径为713CM，长度为515CM；致密岩体岩样为圆柱体，直径为24CM，长度为515CM。10采用上述权利要求之一所述一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置的方法，其特征在于，所述的实验水溶液储存箱中的实验水溶液通过进水管流入柱塞泵，通过安设的压力表监控所加压力值，加压后的实验水溶液流出柱塞泵，通过安设的流量计监控水流流量，实验水溶液通过进水管流入致密岩体反应池，。
6、水流进入致密岩体岩样，同时通过高压手动泵的管道向致密岩体反应池内加水，为致密岩体岩样定量加压，确保围压高于进水压力，氟橡胶套管在水压作用下紧密包覆致密岩体岩样外表面，向致密岩体岩样外周施加压力，使实验水溶液定向地通过致密岩体岩样的内部孔隙流动，然后通过出水管流出致密岩体反应池，采用收集装置收集与致密岩体岩样内部动态反应后产生的实验水溶液，开展目标指标分析测试，利用地球化学模拟手段反演水岩作用过程及发生机理，最终实现动态条件下水岩相互作用的实验模拟。权利要求书CN104077950A1/3页3一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置及方法技术领域0001本发明属于水岩动态反应的技术领域，尤其涉及一种。
7、致密岩体水岩动态反应教学实验装置及方法。背景技术0002地下水与含水介质或隔水层之间的水岩相互作用行为是地下水水化学、地下水中污染物迁移转化、地下水资源合理利用与评价、以及可溶岩岩石力学性能分析的重要研究内容。而流经致密岩石的水的提取和分析是水岩相互作用对地下水水质、污染修复和可溶岩石劣化以及理解地质条件下由于水岩反应所造成的的一些地质环境现象以及基于水岩相互作用的岩石力学性能分析的重要研究内容。0003目前，国内外关于水岩相互作用的研究主要涉及到两个方向，一是水文地质方向，二是工程地质和岩土力学的方向，前者主要研究水与岩土介质作用对地下水溶质运移的影响，后者主要集中在水与岩土介质作用对岩土的。
8、力学状态、变性特征的影响。但是纵观国内外在水岩相互作用方面的教学研究情况，可以看出，水与致密岩体的动态反应的研究开展的很少，主要原因是因为水与致密岩体的动态反应装置在水文地质和工程地质实验教学中尚未见到。0004而在现今的科研中，此项功能主要依靠一些大型设备来完成。但对于教学实验来说费用昂贵，学生的可动手实践性不足。因此，迫切需要开发一套适合教学科研的成本低，可操作性强的致密岩体的水岩动态反应装置。发明内容0005本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置及方法。0006本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，。
9、其特征在于，包括实验水溶液储存箱和致密岩体反应池，所述实验水溶液箱通过进水管与致密岩体反应池相连通，所述致密岩体反应池为圆柱筒体，一侧端盖中心位置设有进水口，进水口连接进水管，另一侧端盖中心位置设有出水口，出水口连接出水管，出水管的出口下方设有收集装置，圆柱形的致密岩体岩样水平放置于致密岩体反应池内部圆柱筒体内。0007按上述方案，还包括围岩加压装置，所述的围岩加压装置包括防渗装置和围压水力加压装置；所述防渗装置为紧贴致密岩体反应池内壁设置的氟橡胶套管，所述致密岩体岩样安设于氟橡胶套管内；所述围压水力加压装置为高压手动泵，通过两根管道分别连接致密岩体反应池顶部和底部的两个连接口。0008按上述。
10、方案，所述的进水管和出水管位于致密岩体反应池内的部分管体的直径与所述致密岩体岩样的直径大小相同，进水管和出水管的内侧端面分别紧贴致密岩体岩样的左右两端面。说明书CN104077950A2/3页40009按上述方案，所述的进水管上设有进水水力加压装置。0010按上述方案，所述的进水水力加压装置为柱塞泵。0011按上述方案，所述的进水管上设有流量计。0012按上述方案，所述的致密岩体反应池和柱塞泵均连接有压力表。0013按上述方案，所述的致密岩体反应池采用不锈钢制成。0014按上述方案，所述的致密岩体反应池的两侧端盖与筒体螺纹连接，致密岩体反应池直径为713CM，长度为515CM；致密岩体岩样为圆。
11、柱体，直径为24CM，长度为515CM。0015采用上述一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置的方法，其特征在于，所述的实验水溶液储存箱中的实验水溶液通过进水管流入柱塞泵，通过安设的压力表监控所加压力值，加压后的实验水溶液流出柱塞泵，通过安设的流量计监控水流流量，实验水溶液通过进水管流入致密岩体反应池，水流进入致密岩体岩样，同时通过高压手动泵的管道向致密岩体反应池内加水，为致密岩体岩样定量加压，确保围压高于进水压力，氟橡胶套管在水压作用下紧密包覆致密岩体岩样外表面，向致密岩体岩样外周施加压力，使实验水溶液定向地通过致密岩体岩样的内部孔隙流动，然后通过出水管流出致密岩体反应池，采用收集装置收集与致。
12、密岩体岩样内部动态反应后产生的实验水溶液，开展目标指标分析测试，利用地球化学模拟手段反演水岩作用过程及发生机理，最终实现动态条件下水岩相互作用的实验模拟。0016本发明的有益效果是一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置及方法，实现动态条件下地下水与贮存岩体的水岩相互作用的实验模拟，也为水岩动态反应的一些研究提供实验基础，装置成本低，可操作性强，可以在教学实验中广泛使用。附图说明0017图1为本发明一个实施例的结构示意图。0018图2为本发明一个实施例的致密岩体反应池的剖视图。0019其中1实验水溶液储存箱，2进水管，3柱塞泵，4压力表，5流量计，6致密岩体反应池，7致密岩体岩样，8氟橡胶套管，9。
13、高压手动泵，10连接口，11出水管，12收集装置。具体实施方式0020为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。0021如图1、2所示，一种致密岩体水岩动态反应教学实验装置，包括实验水溶液储存箱1和致密岩体反应池6，致密岩体反应池为圆柱筒体，实验水溶液箱通过进水管2与致密岩体反应池相连通，致密岩体反应池一侧端盖中心位置设有进水口，进水口连接进水管2，另一侧端盖中心位置设有出水口，出水口连接出水管11，出水管的出口下方设有收集装置12；致密岩体反应池内部圆柱筒体内安设致密岩体岩样7。还包括围岩加压装置，围岩加压装置包括防渗装置和围压水力加压装置，防渗装置为紧贴致密岩体反应池。
14、内壁设置的氟橡胶套管8，氟橡胶具有耐酸、耐碱、耐高温的特点，且有弹性可发生形变，致密岩体岩样7安设于氟橡胶套管8内；围压水力加压装置为高压手动泵9，高压手动泵通过两根管道分别连说明书CN104077950A3/3页5接致密岩体反应池顶部和底部的两个连接口10。进水管2和出水管11位于致密岩体反应池内的部分管体的直径与致密岩体岩样7的直径大小相同，进水管和出水管的内侧端面分别紧贴致密岩体岩样的左右两端面。进水管上设置有柱塞泵3，既可控制加压压力的大小，也可控制水流流量大小和保持流速的恒定，进水管2上还设有流量计5，致密岩体反应池和柱塞泵均连接有压力表4。0022致密岩体反应池6采用不锈钢制成，致。
15、密岩体反应池的两侧端盖与筒体螺纹连接，致密岩体反应池直径为713CM，长度为515CM；致密岩体岩样7为圆柱体，直径为24CM，长度为515CM。0023实验水溶液储存箱1中的实验水溶液通过进水管2流入柱塞泵3，通过安设的压力表4监控所加压力值，加压后的实验水溶液流出柱塞泵，通过安设的流量计5监控水流流量，实验水溶液通过进水管流入致密岩体反应池6，水流进入致密岩体岩样7，同时通过高压手动泵9的管道向致密岩体反应池内加水，为致密岩体岩样定量加压，确保围压高于进水压力，氟橡胶套管8在水压作用下紧密包覆致密岩体岩样外表面，向致密岩体岩样外周施加压力，使实验水溶液定向地通过致密岩体岩样的内部孔隙流动，。
16、然后通过出水管11流出致密岩体反应池，采用收集装置12收集与致密岩体岩样内部动态反应后产生的实验水溶液，开展目标指标分析测试，利用地球化学模拟手段反演水岩作用过程及发生机理，最终实现动态条件下水岩相互作用的实验模拟。0024岩样的种类比较多，本发明可适用于多种致密岩体岩样的实验教学，与致密岩体岩样内部动态反应后产生的实验水溶液中的化学成分差异比较大，运用本发明的装置以灰岩为岩样完成实验，灰岩主要化学成分是CACO3，此外还有微量的CASO4、MGCO3、NA2SO4和K2SO4，其主要水岩反应为0025CACO3H2OCA2HCO3OH0026CASO4CA2SO420027MGCO3H2OMG2HCO3OH0028NA2SO42NASO420029K2SO42KSO420030实验前的进水溶液与实验后的出水溶液中化学成分含量对比如下表所示单位MG/L0031元素KNACAMGHCO3SO42进水溶液000000出水溶液02052022130511说明书CN104077950A1/1页6图1图2说明书附图CN104077950A。