有防 水功能。
[0163] 基于以上考慮，我將5個千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅?2暗藏安裝在千斤頂外側(cè)的弧形墊 板上，保障在千斤頂安裝及不進行實驗時，位移傳感器52的探針不伸出墊塊；每塊墊塊上 的多個位移傳感器52的數(shù)據(jù)線匯集于墊塊方便插線的位置，并固定安裝插線盒，數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線插頭插入即可，便于真三軸實驗框架18的拆裝；每個墊塊上位移傳感器52的 布置如圖12所示。
[0164] 在弧形墊板41的弧形面兩側(cè)開兩個引線槽54,弧形板底部的位移傳感器52數(shù)據(jù) 線與上部的位移傳感器52數(shù)據(jù)線通過引線槽54匯集到弧形板的上表面，連接到快插頭53 母頭，快插頭53高出弧形墊板412?3mm，防治水進入插頭，快插頭53的公頭連接位移傳感 器52采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線的快插頭53采用收音機天線插頭，插拔方便，便于實驗系 統(tǒng)的拆裝。位移傳感器52的引線采用密封膠60密封在弧形墊板41的引線槽54內(nèi)，起到 固定和防水的作用。位移傳感器52和插線板等具有防水功能；位移測量分辨力達0.001mm 以上，位移傳感器52的有效量程0?25mm，整個位移測量系統(tǒng)性能要可靠，可實現(xiàn)立方體試 塊58三個正交方向應(yīng)變的精確監(jiān)測。
[0165] 位移傳感器52采集到的信號通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)絺鞲衅鲾?shù)據(jù)采集軟件，可以實現(xiàn) 數(shù)據(jù)實時顯示，數(shù)據(jù)記錄存儲格式多樣，有圖表格式、文檔格式等功能。存儲方式靈活，可 以設(shè)置采樣時間，采樣方式等?？梢栽O(shè)置數(shù)據(jù)采樣保存的間隔時間，數(shù)據(jù)實時存盤（遇到 斷電、電腦關(guān)機等情況，數(shù)據(jù)不會丟失），原始采集的數(shù)據(jù)不可更改，采集的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出到 TXT文本格式或者Access數(shù)據(jù)庫格式。
[0166] 該變形監(jiān)測系統(tǒng)11的創(chuàng)新點有：1、傳感器的布線方式，通過在弧形墊板上開引線 槽54,將傳感器的數(shù)據(jù)線集中到弧形板的上部，既不影響原有實驗系統(tǒng)的功能，也很好的解 決了多條數(shù)據(jù)線的布置，便于實驗系統(tǒng)的拆裝；2、數(shù)據(jù)線的連接采用快插頭53的形式，插 拔方便，且快插頭53的母頭高出弧形墊板412?3mm，具有防水功能；3、位移傳感器52暗 藏安裝在千斤頂?shù)幕⌒螇|板上，即為非接觸式的布置，保障在千斤頂安裝及不進行實驗時， 位移傳感器52的探針不伸出墊塊。
[0167] 位移傳感器52的作用：用于監(jiān)測真三軸加載過程中立方體試塊58三個正交方向 的應(yīng)變。
[0168] 24只位移傳感器52的安裝位置及安裝方式：
[0169] 立方體試塊58的四個側(cè)面的位移傳感器52均安裝在弧形墊板上，每個墊塊上安 裝4個位移傳感器52同時監(jiān)測，每個弧形墊板上4個位移傳感器52的布局及引線方式如 圖12所示；試塊58底部的4個位移傳感器52安裝在底部千斤頂?shù)?個邊角處，數(shù)據(jù)傳輸 線直接通過在下部墊板37和底板39開小孔引出真三軸加載框架外。
[0170] 本發(fā)明通過在弧形墊板上開引線槽54,將傳感器的數(shù)據(jù)線集中到弧形板的上部， 既不影響原有實驗系統(tǒng)的功能，也很好的解決了多條數(shù)據(jù)線的布置，便于實驗系統(tǒng)的拆裝； 數(shù)據(jù)線的連接采用快插頭53的形式，插拔方便，且快插頭53的母頭高出弧形墊板412? 3mm，具有防水功能；位移傳感器52暗藏安裝在千斤頂?shù)幕⌒螇|板上，即為非接觸式的布 置，保障在千斤頂安裝及不進行實驗時，位移傳感器52的探針不伸出墊塊。
[0171] 監(jiān)測控制系統(tǒng)還包括試塊58三向圍壓大小的監(jiān)測、注水壓力及排量的監(jiān)測，并根 據(jù)反饋信號對圍壓加載及注水加載進行控制。
[0172] 具體的實現(xiàn)方式為：安裝在分油器22上的三個壓力傳感器20將監(jiān)測到的三向圍 壓的大小信號通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)搅ǖ酪簤悍€(wěn)壓器27的液壓控制器15,然后再傳給監(jiān)控 計算機9,監(jiān)控計算機9根據(jù)反饋的信號控制圍壓的加載。安裝在四通道油水轉(zhuǎn)換增壓器4 四個缸的高壓水管路上的壓力傳感器20和與活塞連接的4個位移傳感器52將監(jiān)測到水壓 力及位移信號傳輸?shù)剿耐ǖ浪欧虞d器30的伺服控制器10上，然后再傳輸?shù)奖O(jiān)控計算機 9,監(jiān)控計算機9根據(jù)反饋的信號對注水的壓力和排量進行控制。
[0173] 監(jiān)測系統(tǒng)還包括對整個致裂過程中的聲發(fā)射及微震事件的監(jiān)測，采用PCI-2型8 通道或Disp型24通道聲發(fā)射儀14、RSM聲波儀和TDS-6微震采集系統(tǒng)等實時監(jiān)測試塊58 的微破裂和裂縫的擴展過程。
[0174] 進一步的，真三軸流壓致裂、割縫、滲流、瓦斯驅(qū)趕一體化實驗系統(tǒng)還包括水力割 縫實驗系統(tǒng)；
[0175] 水力割縫實驗系統(tǒng)與真三軸實驗框架18連接，用于進行水力割縫實驗。
[0176] 進一步的，真三軸流壓致裂、割縫、滲流、瓦斯驅(qū)趕一體化實驗系統(tǒng)還包括真三軸 流壓致裂系統(tǒng)；
[0177] 真三軸流壓致裂系統(tǒng)包括相似材料澆注裸孔模擬系統(tǒng)、石塊鉆孔封孔系統(tǒng)、彎曲 封孔器和多孔同時獨立控制致裂系統(tǒng)；
[0178] 相似材料澆注裸孔模擬系統(tǒng)、石塊鉆孔封孔系統(tǒng)、彎曲封孔器和多孔同時獨立控 制致裂系統(tǒng)并聯(lián)設(shè)置；
[0179] 相似材料澆注裸孔模擬系統(tǒng)包括一根細(xì)圓桿及設(shè)置在其一端上的纏繞線；
[0180] 石塊鉆孔封孔系統(tǒng)包括0型密封圈和密封膠；
[0181] 彎曲封孔器包括無孔垂直段與有孔彎曲段，用于模擬斜交應(yīng)力場的水壓裂縫擴展 規(guī)律；
[0182] 多孔同時獨立控制致裂系統(tǒng)包括多孔蓋板磨具和限位器，能實現(xiàn)最多5個鉆孔同 時獨立控制流壓致裂。
[0183] 在進行實驗之前，還需要對試塊58進行封孔處理。
[0184] 采用相似模擬材料澆注立方體試塊58時，為了達到密封效果，將封孔器57與相似 材料一起澆筑，但這種澆筑方式存在一個問題，就是無法形成裸孔致裂段19,如何在澆筑立 方體試塊58時，將封孔器57 -起澆筑達到封孔效果同時又能形成裸孔致裂段19,這是一個 急需解決的問題。
[0185] 對上述問題進行分析，問題的核心是如何在澆筑立方體試塊58時，在封孔器57下 部能形成一段裸孔段，我采用的方法是用一根細(xì)圓桿56 (如粗鐵絲）穿過封孔器57,在封孔 器57下部露出的長度等于裸孔段長度，然后在細(xì)圓桿56的最下端用線從下往上一層一層 的纏繞，使得纏繞的直徑等于封孔器57的直徑為止，然后將線引出封孔器57,進行澆筑，澆 筑完成后等待兩三天，待試塊58固化成形后，拆除模具時，先將細(xì)圓桿56抽出，然后將線拽 出，這樣就形成了裸孔致裂段19。下面以300mm立方體試塊58為例，詳細(xì)說明采用相似材 料澆筑試塊58時模擬裸孔段的方法。
[0186] 設(shè)計裸孔致裂段19為100mm，封孔器57為長度220mm，直徑18mm，澆筑試塊58時， 將一根粗細(xì)圓桿56穿過封孔器57,在封孔器57下端伸出100mm的長度，然后用棉線從細(xì)圓 桿56下端頭開始一層一層的往上纏繞，直到直徑達到18_，與封孔器57的直徑相同，將棉 線引出封孔器57,然后將封孔器57和底部的繞線55 -同下入相似材料中進行澆注，澆注 過程中確保繞線55段處于試塊58正中央，封孔器57垂直于試塊58上表面且外露長度為 120mm，澆注完成后，試塊58風(fēng)干一兩天，待試塊58成形后拆除磨具，現(xiàn)將細(xì)圓桿56抽出， 再將繞線55抽出，這時試塊58內(nèi)的封孔器57底部已形成100mm的裸孔段。
[0187] 操作過程中需要注意的事項有：1、在小于封孔器內(nèi)徑的前提下，采用盡可能粗的 細(xì)圓桿56,使得棉線只需纏繞一圈就可以達到直徑要求，這樣可以防止由于繞線55層數(shù)過 多，在抽線的過程中將棉線拽斷；2、必須先抽出細(xì)圓桿56,然后再將棉線依次拽出，如果先 抽線，很容易將線拽斷；3、為了使形成的裸孔段表面光滑，可以在繞線55的外側(cè)包裹一層 濕巾、報紙等。
[0188] 上述模擬裸孔的方法可以模擬出任意長度和任意直徑的裸孔段，該方法不受裸孔 段長度和直徑的限制，裸孔段長度及直徑可根據(jù)實際情況而定，具有普遍適用性。
[0189] 采用石塊進行水力致裂實驗時，試塊58的制備就不再需要澆筑，因此封孔方法也 與采用相似材料澆筑的封孔方法不同。實驗前用鉆機在石塊上表面進行鉆孔用于致裂，然 后將封孔器57下入到鉆孔中一定深度進行封孔，封孔器57底部留出一定長度的裸孔致裂 段19。但是用鉆機在石塊中打出的鉆孔表面很光滑，封孔難度較大，采用密封膠60封孔時 很難達到封孔效果，致裂過程中高壓水往往會從封孔器57與鉆孔之間漏出導(dǎo)致實驗失敗。
[0190] 針對上述問題，我采用了 "0型密封圈59+密封膠60"的方法進行封孔，在封孔器 57的封孔段61加工幾個凹形槽，安裝上0型密封圈59,在封孔器57外側(cè)涂上密封膠60,將 封孔器57下入到鉆孔中的設(shè)計深度進行封孔。下面以一個具體的300mm立方體石塊為例， 詳細(xì)說明"0型密封圈59+密封膠60"的封孔方法的操作。
[0191] 設(shè)計封孔器57的長度為220_，其中封孔長度為100_，直徑為25. 8_，封孔器57 的下部留出100mm的裸孔致裂段19。在封孔器57的封孔段61加工三個凹形槽，等間距排 列，然后將三個〇型密封圈59安裝在凹形槽內(nèi)，在封孔器57的外側(cè)涂上密封膠60,將封孔 器57下入100mm到達封孔位置進行封孔。
[0192] "0型密封圈+密封膠"的封孔方法不受致裂孔63的封孔長度和直徑限制，封孔深 度及封孔直徑可根據(jù)實際情況而定，同時采用密封圈59的層數(shù)和密封圈59的排列間距也 可根據(jù)密封效果進行更改，具有普遍適用性，密封效果良好，能達到實驗效果。
[0193] 根據(jù)不同的實驗要求，設(shè)計了不同類型的封孔器57。根據(jù)裸孔致裂段19與主應(yīng)力 方向的夾角分為兩大類：即直封孔器（常規(guī)封孔器）和彎曲封孔器。
[0194] 常規(guī)封孔器的鉆孔方向與某一主應(yīng)力方向垂直，研宄的是在垂直應(yīng)力場作用下水 壓裂縫的擴展規(guī)律。根據(jù)實驗要求的不同，有多種尺寸的常規(guī)封孔器，下面以長度為320mm， 外徑為20_，內(nèi)徑為10mm的封孔器為例詳細(xì)介紹封孔器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0195] 設(shè)計封孔長度為200mm，裸孔致裂段19長度為100mm。封孔段61有100mm設(shè)計為 螺紋表面，為螺紋段62,以增強與封孔器57與水泥砂漿的粘結(jié)，提高封孔效果。裸孔致裂段 19有4排（每排12個）直徑為4mm的致裂孔63,用來通過水流，為了防止致裂孔63在澆 筑時被水泥砂漿堵塞，保證注水效果，在澆筑時，特意在封孔器57的裸孔致裂段19外包一 層薄的濕巾，模擬裸孔致裂。封孔器57的直徑、封孔段61及裸孔致裂段19長度等都可以 根據(jù)具體實驗要求進行改變。
[0196] 水力致裂的現(xiàn)場施工鉆孔多為傾斜鉆孔，鉆孔方向大多數(shù)是與主應(yīng)力方向斜交， 因此必須研宄在斜交應(yīng)力場下水壓裂縫的擴展規(guī)律?；诖嗽O(shè)計了彎曲封孔器57研宄在