[0001] 本发明涉及边坡裂隙岩体勘测技术领域，尤其涉及一种边坡裂隙岩体渗透特性监测装置及方法。

[0002] 边坡裂隙岩体通常指的是岩石中存在裂隙和节理的情况，这在岩石工程和地质工程中是一个重要的问题。裂隙和节理是岩石中自然形成的裂缝和平行面，它们会影响岩体的稳定性和工程建设的安全性，为了降低边坡裂隙岩体塌方或者坠落带来的安全隐患，需要定期对边坡裂隙岩体进行渗透性监测，从而来判断边坡裂隙岩体的稳定性。

[0003] 目前边坡裂隙岩体渗透性监测方法有以下几种：钻孔压力测试法、定量渗透性测试法、渗透率测定法、水压灌注试验法以及渗透曲线法，由于边坡裂隙岩体的特殊性，最常用的测试方法为钻孔压力测试法，不仅操作便捷，测试出来的精准度也更高。

[0004] 公告号CN108444889B公开了一种变压可调式岩体裂隙渗透性测试装置，其包括封堵器、转换器、连通管、钻机、钻杆和控制操作台。转换器螺纹连接于前部封堵器尾部，其内部包含内环、弹簧和十字丝套，通过调节十字丝套改变弹簧的压缩程度，进而控制内环的开启压力；前部封堵器、尾部封堵器起胀后，与钻孔形成注水空腔，外部高压水通过转换器进入所述注水空腔内对钻孔裂隙渗透性进行探测。

[0005] 该测试装置简化了外部操作系统和操作步骤，减少钻孔内管道为一根，避免了钻杆绕线问题，提高了测量过程的稳定性，利用同一水源下实现了封堵过程和测量过程在各自压力下工作，实现了转换器可变压调节，以适应不同的工作环境和开启压力需求，但是该测试装置在具体使用过程中，将水通过注水管注入空腔内，且注水管保留在空腔内部，由于边坡为倾斜状态，因此注水管呈倾斜状态，所以注水管底部与顶部的水压不一致，导致空腔内压力不均，从而影响测试的准确性。

[0006] 因此可采用一种新型的边坡裂隙岩体渗透特性监测装置及方法来解决现有技术的不足之处。

[0055] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0056] 实施例一：参照图1‑图2，一种边坡裂隙岩体渗透特性监测装置，包括岩体1，还包括防护罩2；注水部，安装在防护罩2上，用于向岩体1内注水，注水部包括固定安装在防护罩2其中一端的注水管3，且防护罩2与注水管3相连通，防护罩2另一端固定连通有注水头6，注水头6上固定安装有法兰，可通过法兰将注水头6与外界的增压设备相连接，以便于向注水头6内注入不同大小水压的水，以此来改变注水管3内的水压。

[0057] 注水管3上开设有多个出水孔，每个出水孔内均固定安装有一个单向管8，单向管8的作用是为了防止监测孔内的灰尘或者其他物质进入注水管3内造成注水管3堵塞，使注水管3内的水流出更加顺畅。

[0058] 注水管3外部固定安装有密封圈4，密封圈4采用橡胶材质制成，且密封圈4的直径大于监测孔的直径，这样可将监测孔完全遮挡，避免监测孔内的水溢出，确保监测孔内的水压稳定。

[0059] 实施例二：本实施例区别于实施例一技术方案在于：参照图2‑图8，锁定部，安装在注水管3外部，用于锁定注水管3，使注水管3与岩体1之间卡死，锁定部包括开设在注水管3外壁上的多个收纳槽，收纳槽的深度大于卡锥7的宽度，这样可将卡锥7完全收入收纳槽内，在注水管3伸入监测孔内时，由于卡锥7收纳在收纳槽内，所以卡锥7不会与监测孔内壁接触，因此不会对监测孔内壁造成划痕，这样不仅可保证监测孔的密闭性，还可有效的避免再次出现粉尘掉落到监测孔内影响监测。

[0060] 每个收纳槽内均转动安装有一个转轴一9，每个转轴一9上均固定安装有多个卡锥7，每个转轴一9与对应的收纳槽之间均固定安装有一个弹簧卷一10，防护罩2上安装有多个与对应卡锥7相配合的锁止机构，在非转动时，弹簧卷一10处于正常状态，一旦转动且未对卡锥7进行限制时，弹簧卷一10会自动将卡锥7收回收纳槽内，无需人工手动收回，这样可便于注水管3从监测孔内取出。

[0061] 卡锥7的端面形状为锥形状，且卡锥7远离转轴一9的一端上固定安装有多个锥形块，锥形块的作用是为了增大与监测孔内壁之间的接触面积，从而增大摩擦力，使得注水管3更加稳定。

[0062] 锁止机构包括贯穿滑动安装在防护罩2上的推杆12，推杆12上固定安装有与卡锥7相配合的推板11，且推板11以及推杆12贯穿注水管3伸入收纳槽内，多个推杆12上共同固定安装有一个卡板5，卡板5与防护罩2之间固定安装有多个复位弹簧13，防护罩2上安装有与卡板5相配合的锁定结构；

[0063] 推动推杆12，会带动推板11向靠近卡锥7的一侧移动，由于推板11的端面形状为梯形状，因此会插入卡锥7与注水管3之间的空间内，将卡锥7抵开，使卡锥7绕着转轴一9转动，从而实现卡锥7的展开，展开后卡锥7会与监测孔内壁相抵，此时向外拉动注水管3则无法拉动，实现对注水管3的锁定。

[0064] 在进一步实施例中，锁定结构包括固定安装在防护罩2上的两个支架，两个支架上均转动安装有一个转轴二16，两个转轴二16上均固定安装有一个卡钩15，卡板5上开设有两个与对应卡钩15相配合的卡槽14，两个卡钩15与对应的转轴二16之间均固定安装有一个弹簧卷二17；

[0065] 随着卡板5的移动，卡钩15会从卡板5上的卡槽14内穿过，穿过的过程中，卡钩15会与卡板5上的卡槽14内壁相抵，会使卡钩15绕着转轴二16转动，直至卡钩15完全贯穿卡槽14，此时在弹簧卷二17的作用下使卡钩15复位，卡在卡槽14上，对卡板5进行锁定，由于推杆
12与卡板5固定连接，所以推杆12以及推板11都会被锁止，推板11不会移动，因此卡锥7不会在弹簧卷一10的作用下回弹，会始终与监测孔内部相抵。

[0066] 实施例三：本实施例区别于实施例二技术方案在于：参照图2、图6‑图20，调压部，安装在注水管3内部，用于调节注水管3内部的水压，调压部包括固定安装在注水管3内部的锥形橡胶22，锥形橡胶22一端与注水管3端部固定连接，锥形橡胶22另一端固定套设有密封橡胶23，注水管3内安装有与锥形橡胶22相配合的调节机构。

[0067] 密封橡胶23的厚度为1毫米作用，具有较大的延展性，可随着锥形橡胶22的扩张而展开，其作用是防止注水管3内的水进入锥形橡胶22内，避免出现泄压的情况，同时也是为了对锥形橡胶22内的部件进行保护，延长部件的使用寿命。

[0068] 调节机构包括固定安装在注水管3上的管体24，管体24由多节管道组成，每节管道之间均通过连接杆28固定连接，管体24的其中一端与注水管3之间固定连接，且另一端悬空，管体24上固定安装有多个固定环25；

[0069] 如图19‑图20所示，管体24为多管道组成设计，固定环25固定安装在管道上，这样可实现对固定环25的固定，且不影响固定环25上部件的运作。

[0070] 每个固定环25上均固定安装有多个滑轨26，每个滑轨26上均通过滑块31滑动安装有一个与锥形橡胶22固定连接的滑动杆27，管体24上安装有与多个滑块31相配合的移动结构；

[0071] 移动结构包括转动安装在管体24内的丝杆30，丝杆30呈竹节间接设计，且每节丝杆30的螺距不同，从锥形橡胶22小直径至大直径方向，丝杆30的螺距呈逐渐减小设计，丝杆30上螺纹转动安装有多个螺母33，每个螺母33上均固定安装有一个圆盘32，每个圆盘32与对应的固定环25之间均固定安装有多个伸缩杆29，每个圆盘32上均转动安装有多个转动杆
34，每个转动杆34与对应的滑块31之间均为转动连接，防护罩2内安装有与丝杆30相配合的驱动部件；

[0072] 丝杆30转动带动与之螺纹转动连接的螺母33移动，由于螺母33在伸缩杆29的作用下不会随着丝杆30一起转动，因此螺母33只会移动，螺母33移动带动转动杆34移动，转动杆34移动过程中会转动，从而带动滑块31在滑轨26上滑动，滑块31滑动带动滑动杆27移动，由于丝杆30上的螺距不同，因此不同螺母33的移动距离不同，位于最底部的螺母33位移量最大，位于顶部的螺母33位移量最小，这样可逐渐将锥形橡胶22抵压成类似柱形橡胶，从而改变注水管3内的水压。

[0073] 在进一步实施例中，驱动部件包括固定安装在防护罩2内部的电机21，电机21驱动端上固定安装有方形插杆，丝杆30上开设有与方形插槽相配合的方形插块，防护罩2上安装有与电机21相配合的防水构件；

[0074] 电机21驱动端转动带动方形插块转动，在方形插槽的作用下带动丝杆30转动，采用方形插块以及方形插槽的目的是为了便于拆卸电机21与丝杆30。

[0075] 防水构件包括固定安装在防护罩2内部的隔板一18以及隔板二20，电机21位于隔板一18与隔板二20之间，隔板一18与隔板二20之间通过导水管19相连通，隔板一18以及隔板二20将防护罩2内空间分成第一腔室、第二腔室以及第三腔室，其中电机21位于第二腔室内，注水头6与第三腔室相连通，注水管3与第一腔室相连通；

[0076] 本装置的具体操作步骤如下：

[0077] S1、成孔下管，钻穿所选定的试验岩层，钻探过程中应尽量防止试验岩土层被扰动，边钻进边下套管，用套管将岩层内壁磨平，钻孔完成后将套管取出，然后对钻孔进行清理，由于需要保持孔内干燥，因此采用鼓风清理；

[0078] S2、清理完成后，将注水管3插入孔内，使注水管3伸至孔的底部，根据钻探记录记下注水管3底部至孔底部的距离，测稳定水位，在进行注水试验前，应进行地下水位观测，作为压力计算零线的依据；

[0079] S3、将注水管3插入孔内后，接着通过锁定机构带动卡锥7绕着转轴一9转动，使卡锥7伸出收纳槽内，此时如果回拉注水管3，卡锥7会卡在孔的内壁上，阻止注水管3往孔外跑，可避免水压将注水管3挤出孔洞，同时密封圈4伸入孔内，对孔进行封堵，防止孔内的水溢出；

[0080] S4、注水，监测附近若有自来水，可接引至注水孔旁与注水头6对接，再依次接上流量计和止水阀，若无自来水，可用量筒代替，人工挑水盛满，可通过外界加压设备向注水管3再次内充入水，以改变注水管3内的水压，进行多次不同水压监测，注水管3内的水会通过出水孔上的单向管8进入监测孔内；

[0081] S5、开始5次流量观测，间隔5min；以后每隔20min观测一次，至少还得观测2次，连续两次观测流量之差不大于5％时，即可结束试验；取一次注入流量作为计算值，当试段漏水量大于供水能力时，应记录供水量，监测过程中需要改变水压大小，进行多次监测；

[0082] S6、在进行监测过程中，由于注水管3为倾斜插入孔内，因此在水的重力作用下，注水管3底部的水压大于注水管3顶部的水压，这样会导致孔内水压不一致，影响监测精准度，此时需要开启电机21，通电机21驱动端转动带动方形插块转动，在方形插槽的作用下带动丝杆30转动；

[0083] 丝杆30转动带动与之螺纹转动连接的螺母33移动，由于螺母33在伸缩杆29的作用下不会随着丝杆30一起转动，因此螺母33只会移动，螺母33移动带动转动杆34移动，转动杆34移动过程中会转动，从而带动滑块31在滑轨26上滑动，滑块31滑动带动滑动杆27移动，由于丝杆30上的螺距不同，因此不同螺母33的移动距离不同，位于最底部的螺母33位移量最大，位于顶部的螺母33位移量最小，这样可逐渐将锥形橡胶22抵压成类似柱形橡胶，从而改变注水管3内的水压，确保注水管3内的水压上下一致均匀。

[0084] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。