施加围压对于模拟岩石裂缝的动态行为至关重要。在实验室环境中，液压系统允许研究人员精确地改变岩石裂缝的孔径，模拟地下深处通道变窄和气体流动面积减小的情况。没有这种施加的压力，测试就无法考虑物理应力如何改变岩石的渗透率，从而导致对灌浆密封能力的评估不准确。
施加围压的核心价值在于能够定量评估灌浆在真实的模拟地压条件下如何有效抑制危险气体泄漏。
模拟真实岩石行为
要了解密封解决方案在现场是否有效，必须复制地下的物理环境。
改变裂缝孔径
在地下深处，岩石构造承受着巨大的应力。实验室液压系统通过对样品施加受控的围压来模拟这种情况。
随着压力的增加，岩石内部的物理裂缝通道会迫使自身闭合。这个变窄的过程会显著减小流体或气体流过的可用面积。
模拟地压条件
标准的大气测试无法预测地下性能。液压系统允许模拟各种地压情景。
通过调整载荷，研究人员可以观察岩石和灌浆在实际项目现场预期的特定应力水平下如何相互作用。
量化密封性能
测试的主要目标是测量灌浆前后的渗透率差异，以验证密封效果。
渗透率对比分析
评估人员在施加灌浆之前测量岩石裂缝的渗透率。然后，他们施加灌浆，并在完全相同的围压下再次测量渗透率。
这种比较提供了灌浆性能的定量指标。它将灌浆材料的有效性与其他变量分离开来。
抑制危险气体
这项测试最关键的应用是安全。具体来说，它评估了灌浆在压力下阻止危险气体（如一氧化碳）泄漏的能力。
通过在压力下进行测试，工程师可以确保即使岩石受到地质力的挤压，灌浆也能有效阻止气体迁移通道。
精确控制的重要性
虽然主要关注点是岩石力学，但所使用的设备在数据完整性方面起着至关重要的作用。
压力载荷的稳定性
选择实验室液压机是因为它们能够提供稳定且精确的压力载荷。压力的波动会导致裂缝宽度振荡，从而破坏数据。
准确的数据采集
正如在测试混凝土等材料的变形时需要精确控制一样，这里也严格要求定义压力和流量之间的关系。高精度控制确保渗透率的变化是由于灌浆引起的，而不是设备错误。
根据您的目标做出正确的选择
在设计您的评估规程时，请考虑您的具体目标：
- 如果您的主要重点是安全认证：确保您的液压系统能够模拟预期的最大地压，以验证对一氧化碳等危险气体的抑制能力。
- 如果您的主要重点是材料研究：侧重于渗透率的对比数据，以了解灌浆的机械完整性在不同应力载荷下的表现。
精确模拟围压是唯一能够将理论灌浆性能转化为已证实的现场安全的方法。
总结表：
| 特征 | 在灌浆评估中的重要性 |
|---|---|
| 裂缝模拟 | 模拟地下应力下岩石通道的变窄。 |
| 渗透率测试 | 提供灌浆效果的定量“前后”指标。 |
| 气体抑制 | 在压力下验证密封阻止一氧化碳等危险气体的能力。 |
| 载荷稳定性 | 通过防止测试期间裂缝宽度的振荡来确保数据完整性。 |
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参考文献
- Zhengzheng Cao, Feng Du. Migration mechanism of grouting slurry and permeability reduction in mining fractured rock mass. DOI: 10.1038/s41598-024-51557-y
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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