[實用新型]一種基于脫濕技術的多孔巖土體熱物性參數測試系統

有效

• 申請號: 201720348240.X
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN206772750U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 薛偉;駱進;趙玉朋;張杰豪;彭慧森;黃維;楊徐
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N33/24
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄

技術領域

本實用新型涉及多孔巖土體的脫濕技術，尤其涉及一種基于脫濕技術的多孔巖土體熱物性參數測試系統。

背景技術

現如今，多孔巖土體的脫濕技術已經越來越得到廣泛的應用，尤其在巖土體的相關科學研究領域中，為各項試驗提供了良好的基礎保障。準確可靠的脫濕技術能夠確保最終的結果的精確度并且使得試驗過程的便捷性。研究表明，多孔巖土體含水率的連續性變化將會直接影響到巖土體的某些力學物理性質，已經成為巖土體性質研究中不可忽略的重要因素，例如巖土體含水率在不斷地變小的過程中其抗剪強度也會呈現規律性的變化。但，傳統的測量含水率的方式主要是采用烘干法獲取相關參數，操作麻煩并且不是針對同一樣品，誤差較大，可信度并不是特別高。

熱物性作為巖土體一項重要的熱物理性質，是盆地沉積層、巖石圈熱結構和沉積盆地熱歷史恢復和盆地熱模擬方面的研究中必不可少的基本數據，它對盆地油氣生成、資源評價具有重要作用。在地源熱泵系統的安裝中，巖土體的熱物性是設計和使用中所考慮的重要參數，如果沒有準確的熱物性參數，就直接導致熱泵系統涉及過大導致資源的浪費，成本大大提高，擬設計過小導致運行機組的不穩定，影響其使用壽命。與此同時在地鐵、隧道、核反應堆填埋等重大地質工程中都根據熱物性參數來評估周圍巖土體與地質工程體之間熱交換效率。因此進行巖土體的熱物性研究具有重要的意義。

另外，關于含水率和熱物性參數的測定主要是采用靜態的測量，無法將動態的測定不同含水率情況下熱物性參數。

發明內容

有鑒于此，本實用新型的實施例提供了一種將脫濕技術與巖土體熱物性參數測試有機的結合在一起，動態測量可控含水率多孔巖土體的熱物性參數，進而研究含水率與熱物性參數之間的關系，且含水率測量準確度高的基于脫濕技術的多孔巖土體熱物性參數測試系統。

本實用新型的實施例提供一種基于脫濕技術的多孔巖土體熱物性參數測試系統，包括一樣品室、脫濕裝置、含水率測試儀和熱參數測試儀，所述樣品室內密封巖土體樣品，含水率測試儀和熱參數測試儀沿水平方向插入巖土體樣品內，且含水率測試儀和熱參數測試儀均指向巖土體樣品的軸心，所述含水率測試儀測試巖土體樣品的含水率，所述熱參數測試儀測試巖土體樣品的熱物性參數，所述樣品室的上端連通脫濕裝置，所述脫濕裝置向所述樣品室內通入干燥氣體并施加壓力，所述巖土體樣品內的水分在壓力和干燥氣體的雙重作用下逐漸排出，所述巖土體樣品的含水率和熱物性參數逐漸改變，所述含水率測試儀和熱參數測試儀持續測試巖土體樣品的含水率和熱物性參數進而得到巖土體樣品的含水率和熱物性參數之間的關系。

進一步，所述脫濕裝置包括空氣壓縮機和干燥管，所述干燥管連通樣品室和空氣壓縮機，所述空氣壓縮機產生的氣體經干燥管干燥得到干燥氣體，所述干燥氣體進入樣品室內，并在樣品室內通過壓力和干燥氣體的雙重作用使巖土體樣品內的水分逐漸排出。

進一步，所述空氣壓縮機和干燥管間設有一壓力表，所述壓力表和干燥管間設有一閥門，所述壓力表實時顯示樣品室內的壓力大小，根據壓力大小調節所述閥門控制樣品室內的脫濕進程及強度。

進一步，所述空氣壓縮機、干燥管和樣品室之間均通過導管連通。

進一步，所述樣品室的下端連通一脫濕測量裝置，所述巖土體樣品排出的水分進入脫濕測量裝置，并通過所述脫濕測量裝置測得所述巖土體樣品排出的水分量進而得到巖土體樣品的含水率，驗證所述含水率測試儀的測試結果。

進一步，所述脫濕測量裝置包括電子天平和錐形瓶，所述錐形瓶放置在電子天平的上方，所述巖土體樣品排出的水分進入錐形瓶，通過所述電子天平稱量得到巖土體樣品排出的水分量。

進一步，所述含水率測試儀連接含水率測試控制面板，所述熱參數測試儀連接熱參數測試控制面板，所述含水率測試控制面板和熱參數測試控制面板均連接計算機，所述含水率測試儀和熱參數測試儀將測量數據分別傳輸給含水率測試控制面板和熱參數測試控制面板，再通過含水率測試控制面板和熱參數測試控制面板傳輸給計算機，所述計算機對測量數據進行分析和處理。