[實用新型]用于CT掃描原狀黃土優先流動態觀測裝置

有效

• 申請號: 201822236512.4
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN209372722U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 李鑫;張曉周;盧陽春;郭雯;盧玉東;楊亞慧;鄭策;范文
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046;G01N15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開了用于CT掃描原狀黃土優先流動態觀測裝置，該裝置可視化的容器內存放黃土，持續加液裝置持續的向滲流腔內提供液體，黃土逐漸滲流的過程中，CT能夠清晰掃描黃土內的孔隙變化情況與液體的滲流路徑等相關參數；該裝置結構簡單，安裝與拆卸方便，自動化程度高。

【技術領域】

本實用新型屬于土體滲流實驗技術領域，涉及一種用于CT掃描原狀黃土優先流動態觀測裝置。

【背景技術】

黃土是干旱半干旱地區的風成沉積物，質地疏松，具有明顯的柱狀節理和孔洞，這使得黃土成為一種特殊的結構性地質材料，這種結構性直接影響著黃土的力學性質和水力特性。此外，由于黃土形成過程中動植物活動、凍融循環、干濕交替、水化學溶蝕、物理潛蝕等外界因素的作用下，使得黃土中普遍發育大孔隙。

大孔隙的存在，使水分在下滲過程中將首先沿其入滲而繞過大部分基質顆粒，以優先流的形式在短時間內到達土體深層。黃土中優先流的研究對于解釋黃土斜坡水分滲流機理、滲流場與應力場分布規律、優先流促滑效應等具有重要的作用。

目前在黃土優先流研究方面已有不少成果，斜坡尺度上主要是利用探地雷達、電阻率層析成像、高密度電法、地震模擬法等無損探測手段進行優勢滲流通道探測，然而該類手段只能在表面現象的層面揭示優先流的滲流路徑，往往受限于分辨率的影響，難以揭示優先流滲流的細節及本質；滲流小區尺度主要是在染色示蹤的基礎上，進行剖面開挖和拍照，通過圖像處理進一步揭示優先流滲流特征，然而該方法具有破壞性，難以重復，并且費時費力。

眾所周知，黃土是一種具有特殊結構的土體，具有較強的孔隙性和各向異性，黃土的微觀孔隙裂隙尺度的結構性質決定著宏觀水土力學性質與工程地質性質，孔裂隙尺度的優先流研究對揭示宏觀滲流規律具有重要的作用，然而傳統手段一方面對土體具有破壞性，另一方面難以揭示土體內部三維滲流情況；

隨著CT被引進到工業領域，經過多年的發展，現已在石油、地質、機械、材料等多個領域得到廣泛應用。雖然CT在土體優先流方面已有不少研究，但多是在靜態黃土結構定量化的基礎上，利用數值模擬的方法模擬優先流滲流，其容易忽略滲流過程中由于滲透壓變化導致的土體結構破壞或孔隙裂隙的拓展發育等信息，從而導致優先流在孔裂隙結構中的真實滲流情況不能被揭示。同時，在對于具有特殊結構性黃土孔隙裂隙尺度優先流的動態滲流研究較為欠缺。

【實用新型內容】

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種用于CT掃描的原狀黃土優先流動態觀測裝置；能夠精確觀測動態滲流條件下，黃土孔隙裂隙結構的損傷演化與拓展發育規律及孔裂隙優勢通道中優先流滲流特征。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

用于CT掃描原狀黃土優先流動態觀測裝置，包括基底、原狀土可視化滲流裝置和持續加液裝置；基底包括底板，底板上依次固定設置有實時計重秤和集液燒杯；

原狀土可視化滲流裝置設置在實時計重秤上，包括滲流腔，滲流腔的上端固定連接有滲流頂蓋，下端固定連接有滲流底蓋；滲流頂蓋內開設有進水儲水區，進水儲水區的下部固定設置有上透水石；滲流頂蓋內設置有進水管，進水管的一端連通至進水儲水區，另一端連通至持續加液裝置；滲流底蓋內開設有出水集水區，出水集水區的上部固定設置有下透水石，滲流底蓋內設置有排水管，排水管的一端和出水集水區連通，另一端在集液燒杯的上方；

持續加液裝置包括支撐桿和加液瓶，支撐桿固定設置在底板上，加液瓶通過支固板固定設置在支撐桿上；加液瓶的下端連通有導流管，導流管的另一端和進水管連通；

CT掃描原狀黃土優先流時，黃土樣品安裝在滲流腔內；滲流腔選用有機玻璃材質。

本實用新型的進一步改進在于：