[發(fā)明專利]高溫巖石遇水冷卻降溫致開裂過程的觀測裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111707699A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙瑜;楊進強;畢靖;王超林;丁丁;全大國;李佳申
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N23/046;G01N21/84
• 代理公司: 重慶晟軒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50238
• 代理人: 王海鳳

本發(fā)明公開了一種高溫巖石遇水冷卻降溫致開裂過程的觀測裝置及方法，該觀測裝置包括加熱結(jié)構(gòu)、局部冷卻結(jié)構(gòu)、觀測結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)；加熱結(jié)構(gòu)用于對位于其中的試樣進行加熱，局部冷卻結(jié)構(gòu)用于對加熱后的試樣進行噴水冷卻，觀測結(jié)構(gòu)用于觀測遇水冷卻的試樣的整個過程，控制結(jié)構(gòu)用于控制加熱溫度和保存觀測采集的數(shù)據(jù)。觀察裝置結(jié)構(gòu)簡單，適用于高校，工廠等多種環(huán)境使用，并且該裝置能全面的觀測巖石遇水冷卻致開裂過程中試樣表面的應(yīng)變或位移變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石力學(xué)實驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫巖石遇水冷卻降溫致開裂過程的觀測裝置及觀測方法。

背景技術(shù)

巖石經(jīng)歷高溫作用遇水冷卻過程中工程特性的變化情況，對地下深部空間及資源的開發(fā)與利用、核廢料的存儲以及突發(fā)性高溫災(zāi)害后地下工程的穩(wěn)定性有著不同程度地影響。在實際工程中，巖石的埋深越大,其周圍的環(huán)境溫度越高,為了獲得準(zhǔn)確的巖石物理力學(xué)性質(zhì),需要在室內(nèi)巖石力學(xué)試驗中考慮溫度的影響，而在向地下深部空間的探索中，巖石往往遇水冷卻開裂，為了獲得準(zhǔn)確的巖石開裂過程中的應(yīng)變或位移數(shù)據(jù)，有必要研究深層高溫巖石遇水開裂的變化過程中出現(xiàn)的巖石應(yīng)變或位移變化。巖石力學(xué)是對巖石進行在各種情況下的變化進行研究的學(xué)科，通過對巖石的研究來解決水利、土木工程等建設(shè)過程中的巖石工程問題。

現(xiàn)有技術(shù)一般情況下對巖石進行高溫狀態(tài)下的研究是研究巖石經(jīng)歷高溫作用遇水冷卻后工程特性的變化情況,缺少對巖石經(jīng)歷高溫作用遇水冷卻過程中的工程特性變化的研究，目前還沒有相應(yīng)的裝置可以用于觀察高溫巖石局部遇水冷卻降溫致開裂的過程。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種可以觀察

高溫巖石遇水冷卻降溫致開裂過程的觀測裝置。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是：提供一種利用上述觀察裝置觀察高溫巖石局部遇水冷卻降溫致開裂的過程中的方法。

為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高溫巖石遇水冷卻降溫致開裂過程的觀測裝置，包括加熱結(jié)構(gòu)、局部冷卻結(jié)構(gòu)、觀測結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)；

控溫加熱結(jié)構(gòu)：包括加熱爐和平板車；

所述加熱爐上設(shè)有爐門；

所述平板車設(shè)置在加熱爐內(nèi)，且位于加熱爐的底面，平板車上連接有用于放置試樣的支架；

觀測結(jié)構(gòu)：包括CT掃描系統(tǒng)和DIC數(shù)字圖像系統(tǒng)；

所述觀測結(jié)構(gòu)設(shè)置在加熱爐外側(cè)，并且位于加熱爐爐門開啟的一側(cè)，CT掃描系統(tǒng)中具有放置平板車的觀測區(qū)；

所述DIC數(shù)字圖像系統(tǒng)的圖像采集端對著觀測區(qū)，用于采集試樣整個冷卻過程的圖像；

局部冷卻結(jié)構(gòu)：包括水池和噴淋頭；

所述噴淋頭的出水端位于所述觀測區(qū)上方，噴淋頭的進水端通過相互連通的第一管道和第二管道后與水池連通；

所述第一管道靠近噴淋頭處設(shè)有閘閥；

所述第二管道上設(shè)有抽水機，且第二管道靠近抽水機處設(shè)有止回閥；

控制結(jié)構(gòu)：包括溫控箱、數(shù)據(jù)存儲及處理系統(tǒng)、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器；

所述第一溫度傳感器的檢測端設(shè)置在試樣上，用于檢測試樣的溫度，所述第二溫度傳感器的檢測端設(shè)置在加熱爐內(nèi)，用于檢測加熱爐內(nèi)的溫度，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的溫度信號輸出端分別與溫控箱連接，所述溫控箱的溫控信號輸出端與加熱爐的溫控信號輸入端連接；

作為優(yōu)化，所述數(shù)據(jù)存儲及處理系統(tǒng)分別與CT掃描系統(tǒng)以及DIC數(shù)字圖像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出端連接。

作為優(yōu)化，所述平板車和支架使用耐高溫合金材料制成。