专利摘要

一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：泥岩分割：取样品泥岩，将其分割为上半块泥岩及下半块泥岩待用；步骤2：断裂面第一次检测；步骤3：断裂面第二次检测；步骤4：断裂面第三次检测；步骤5：数据整理，即完成泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的研究。本发明提供的一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，操作简便，易于观察，为研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性提供了一个可行性思路。

权利要求

1.一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：泥岩分割：取样品泥岩，将其分割为上半块泥岩（A）及下半块泥岩（B）待用；

步骤2：断裂面第一次检测：将切割后的下半块泥岩（B）上的断裂面用三维激光扫描仪确定扫描中心点以及扫描区域，在断裂面上标出的“十”字为后续三维表面形貌扫描试验的“三维扫描中心点”，“三维扫描中心点”为试样中心点投影到断裂面上的点，扫描的区域为以确定的“三维扫描中心点”为中心的矩形，每次扫描断裂面扫描区域扫描方向一致；

通过表面三维形貌系统Nanovea 3D软件进行三维扫描得到断裂面表面伪色视图和表面3D视图，由上述两个视图得到扫描面整体的粗糙度和高低起伏程度；通过表面三维形貌系统Nanovea 3D软件自带的封闭框法可以得到表面分形维数示意图，通过表面分形维数示意图确定高程较高的堵点和高程较低的冲刷点坐标；

用三维扫描仪扫描裂隙面，通过得到的表面分形维数示意图确定堵点和冲刷点坐标，在冲水试验后再次扫描上次确定的堵点和冲刷点的坐标点，得到冲水试验后对应堵点和冲刷点的高程变化情况；

步骤3：断裂面第二次检测：用透明盖板（1）封盖切割后的下半块泥岩（B）上的断裂面，透明盖板（1）与下半块泥岩（B）结合处保持密封，在透明盖板（1）与下半块泥岩（B）之间的空间内设置入水口（3）和出水口（4），通水，使水从入水口（3）进入并从出水口（4）流出，水流经下半块泥岩（B）上的断裂面时原本确定坐标的堵点和冲刷点会发生变化，经过24小时后再次用三维扫描仪扫描下半块泥岩（B）的断裂面，精确到步骤2确定的堵点及冲刷点坐标，对比分析其高程变化情况；

步骤4：断裂面第三次检测：将上半块泥岩（A）及下半块泥岩（B）叠放，使上半块泥岩（A）及下半块泥岩（B）之间的断裂面四周保持密封，留出入水口（3）和出水口（4）通水，使水流过断裂面，经过24h后，三维扫描仪扫描下半块泥岩（B）的断裂面，精确到步骤2确定的堵点及冲刷点坐标，对比分析其高程变化情况；

步骤5：在步骤3和4的基础上分析堵点和冲刷点的变化，从步骤2选出的坐标点中找出对泥岩自我封堵行为有明显影响的堵点和冲刷点即在通水过后高程变化明显的点，在上半块泥岩（A）上选出的点的对应位置开设视窗（5），并在视窗（5）内安装摄像机，开始通水，使水流过断裂面，过程中摄像机记录堵点和冲刷点的变化情况，24h后，三维扫描下半块泥岩（B）的断裂面，对比分析选定堵点和冲刷点高程变化，即完成泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的研究。

2.根据权利要求1所述的一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，其特征在于：视窗（5）内填充有透明树脂，摄像机（6）安装在透明树脂底部，使摄像机（6）与水流隔绝。

3.根据权利要求2所述的一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，其特征在于：所述透明树脂选用K39树脂。

4.根据权利要求1所述的一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，其特征在于：步骤2和步骤3中的密封通过硅胶防水圈（2）实现。

5.根据权利要求1所述的一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，其特征在于：步骤1的样品泥岩为含有天然裂隙的可分割为上半块泥岩（A）及下半块泥岩（B）的泥岩

或者

通过人为破坏可分割成上半块泥岩（A）及下半块泥岩（B）的泥岩。

说明书

技术领域

本发明涉及渗流研究领域，尤其是一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法。

背景技术

在深部高应力和水化学作用下，已损伤泥岩中的裂隙会自我封堵从而恢复其物理力学性能，泥岩的这一特性对以泥岩为母岩的高放废物处置库的围岩稳定性及其中放射性核素的迁移和隔离影响重大。核废料的合理处置关系到核能的可持续发展和人类的生存安全。在众多地质体中，泥岩以其低渗透性而深受关注，成为核废料地质处置的主要候选母岩。因此，研究泥岩材料的裂隙渗流通道自我封堵特性行为，对于泥岩核废料深地质处置库的评估、设计、建设和长期运行具有重要意义。目前，还没有研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，操作简便，易于观察，为研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性提供了一个可行性思路。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：泥岩分割：取样品泥岩，将其分割为上半块泥岩及下半块泥岩待用；

步骤2：断裂面第一次检测：将切割后的下半块泥岩上的断裂面用三维激光扫描仪确定扫描中心点以及扫描区域，在断裂面上标出“十”字为后续三维表面形貌扫描试验的“三维扫描中心点”，“三维扫描中心点”为试样中心点投影到断裂面上的点，扫描的区域为以确定的“三维扫描中心点”为中心的矩形，每次扫描断裂面扫描区域扫描方向一致；

通过表面三维形貌系统Nanovea 3D软件进行三维扫描得到断裂面表面伪色视图和表面3D视图，由上述两个视图得到扫描面整体的粗糙度和高低起伏程度；通过表面三维形貌系统Nanovea 3D软件自带的封闭框法可以得到表面分形维数示意图，通过表面分形维数示意图确定高程较高的堵点和高程较低的冲刷点坐标；

用三维扫描裂隙面，通过得到的表面分形维数示意图确定堵点和冲刷点坐标，在冲水试验后再次扫描上次确定的堵点和冲刷点的坐标点，得到冲水试验后对应堵点和冲刷点的高程变化情况；

步骤3：断裂面第二次检测：将切割后的下半块泥岩上的断裂面用透明盖板封盖，透明盖板与下半块泥岩结合处保持密封，在透明盖板与下半块之间的空间内设置入水口和出水口，通水，使水从入水口进入并从出水口流出，水流经下半块泥岩上的断裂面时原本确定坐标的堵点和冲刷点会发生变化，经过24小时后再次用三维扫描仪扫描下半块泥岩的断裂面，精确到步骤一确定的堵点及冲刷点坐标，对比分析其高程变化情况；

步骤4：断裂面第三次检测：将上半块泥岩及下半块泥岩叠放，使上半块泥岩及下半块泥岩之间的断裂面四周保持密封，留出入水口和出水口通水，使水流过断裂面，经过24h后，三维扫描仪扫描下半块泥岩的断裂面，精确到步骤一确定的堵点及冲刷点坐标，对比分析其高程变化情况；

步骤5：在步骤3和4的基础上分析堵点和冲刷点的变化，从步骤一选出的坐标点中找出对泥岩自我封堵行为有明显影响的堵点和冲刷点即在通水过后高程变化明显的点，在上半块泥岩上选出的点的对应位置开设视窗，并在视窗内安装摄像机，开始通水，使水流过断裂面，过程中摄像机记录堵点和冲刷点的变化情况，24h后，三维扫描下半块泥岩的断裂面，对比分析选定堵点和冲刷点高程变化，即完成泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的研究。

视窗内填充有透明树脂，摄像机安装在透明树脂底部，使摄像机与水流隔绝，且能够清晰地记录堵点和冲刷点的变化过程。

所述透明树脂选用K39树脂。

步骤3和步骤4中的密封通过硅胶防水圈实现，密封性能好，能够防止试验过程中漏水。

步骤1的样品泥岩为含有天然裂隙的可分割为上半块泥岩及下半块泥岩的泥岩

或者

通过人为破坏可分割成上半块泥岩及下半块泥岩的泥岩，以便于后续堵点冲刷点的观察以及试验操作。

步骤3中，将切割后的下半块泥岩上的断裂面用透明盖板封盖，透明盖板优选为表面光滑的亚克力板，透光率高达92%以上，便于试验过程的观察和拍照记录。

本发明提供的一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，操作简便，易于观察，为研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性提供了一个可行性思路。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明步骤3的主视图；

图2为本发明步骤3的立体图；

图3为本发明步骤4的主视图；

图4为本发明步骤5的示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：泥岩分割：取样品泥岩，将其分割为上半块泥岩A及下半块泥岩B待用；

步骤2：断裂面第一次检测：将切割后的下半块泥岩B上的断裂面用三维激光扫描仪确定扫描中心点以及扫描区域，在断裂面上用铅笔标出“十”字为后续三维表面形貌扫描试验的“三维扫描中心点”，“三维扫描中心点”为试样中心点投影到断裂面上的点，扫描的区域为以确定的“三维扫描中心点”为中心的10×10cm的矩形，每次扫描断裂面扫描区域扫描方向一致；

通过表面三维形貌系统Nanovea 3D软件进行三维扫描得到断裂面表面伪色视图和表面3D视图，由上述两个视图得到扫描面整体的粗糙度和高低起伏程度；通过表面三维形貌系统Nanovea 3D软件自带的封闭框法可以得到表面分形维数示意图，通过表面分形维数示意图确定高程较高的堵点和高程较低的冲刷点坐标；

用三维扫描裂隙面，通过得到的表面分形维数示意图确定堵点和冲刷点坐标，在冲水试验后再次扫描上次确定的堵点和冲刷点的坐标点，得到冲水试验后对应堵点和冲刷点的高程变化情况；

步骤3：断裂面第二次检测：将切割后的下半块泥岩B上的断裂面用透明盖板1封盖，透明盖板1与下半块泥岩B结合处保持密封，在透明盖板1与下半块B之间的空间内设置入水口3和出水口4，通水，使水从入水口3进入并从出水口4流出，水流经下半块泥岩B上的断裂面时原本确定坐标的堵点和冲刷点会发生变化，经过24小时后再次用三维扫描仪扫描下半块泥岩B的断裂面，精确到步骤一确定的堵点及冲刷点坐标，对比分析其高程变化情况；

步骤4：断裂面第三次检测：将上半块泥岩A及下半块泥岩B叠放，使上半块泥岩A及下半块泥岩B之间的断裂面四周保持密封，留出入水口3和出水口4通水，使水流过断裂面，经过24h后，三维扫描仪扫描下半块泥岩B的断裂面，精确到步骤一确定的堵点及冲刷点坐标，对比分析其高程变化情况；

步骤5：在步骤3和4的基础上分析堵点和冲刷点的变化，从步骤一选出的坐标点中找出对泥岩自我封堵行为有明显影响的堵点和冲刷点即在通水过后高程变化明显的点，在上半块泥岩A上选出的点的对应位置开设视窗5，并在视窗5内安装摄像机，开始通水，使水流过断裂面，过程中摄像机记录堵点和冲刷点的变化情况，24h后，三维扫描下半块泥岩B的断裂面，对比分析选定堵点和冲刷点高程变化，即完成泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的研究。

视窗5内填充有透明树脂，摄像机6安装在透明树脂底部，使摄像机6与水流隔绝。

所述透明树脂选用K39树脂。

步骤2和步骤3中的密封通过硅胶防水圈2实现。

步骤1的样品泥岩为含有天然裂隙的可分割为上半块泥岩A及下半块泥岩B的泥岩

或者

通过人为破坏可分割成上半块泥岩A及下半块泥岩B的泥岩。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

一种研究泥岩裂隙渗流通道自我封堵特性的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。