[發明專利]凍結壁發育狀況超聲電阻率參量的凍結相似模擬試驗平臺

有效

• 申請號: 202011129267.2
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112433044B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 張基偉;張松;韓玉福;高偉;王磊;趙玉明;孔令輝;溫漢宏;崔兵兵;喻新皓;丁航;鄭新赟;孫佳
• 申請（專利權）人: 北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01N29/04;G01N29/07;G01N27/04;G01K13/00
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 朱亞琦

本發明公開凍結壁發育狀況超聲電阻率參量的凍結相似模擬試驗平臺，包括超聲波測試系統、電阻率測試系統、溫度測試系統、鹽水供給系統、清水供給系統、制冷系統、模擬實驗箱和土層補水系統；超聲波測試系統、電阻率測試系統和溫度測試系統的采集端安裝在所述模擬實驗箱內，所述超聲波測試系統、所述電阻率測試系統和所述溫度測試系統的測試端接收所述超聲波測試系統、所述電阻率測試系統和所述溫度測試系統的采集端的數據進行測試。本申請的模擬試驗系統可以模擬不同地壓、地下水補給等工況的凍結壁發育超聲?電阻率參量。可以通過聲測管、電阻率測試線測定不同時刻測線位置的超聲?電阻率參量，結合測溫數據判斷不同時刻凍結壁的發育狀況。

技術領域

本發明涉及凍結壁發育狀況模擬技術領域。具體地說是凍結壁發育狀況超聲電阻率參量的凍結相似模擬試驗平臺。

背景技術

人工凍結法是利用人工制冷技術，將待建結構周圍地層凍結為連續封閉凍土體的特殊地層加固方法。該工法具有隔絕地下水、增加土體強度、提高穩定性、無污染等優勢，已經被廣泛應用于礦井建設、地鐵建設、基坑及綜合管廊建設中。但是目前人工凍結壁發育狀況通用檢測技術主要依賴測溫法，導致覆蓋面比較小，容易產生漏測，常會出現凍結壁異常、局部不交圈的現象發生，造成數以億計的損失。因此目前亟需一種可以利用無損探測手段實現“面—局部—點”的檢測方法具有重要意義。

聲波法和電阻率法是區分未凍土與凍土較好的手段，但是目前缺乏針對此類方法的室內模型試驗研究，導致以上兩種方法仍未利用在凍結施工現場中。所以目前研發可實現凍結壁發育狀況超聲-電阻率參量的凍結相似模擬試驗裝置勢在必行。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種適用性強、靈活性好的凍結壁發育狀況超聲電阻率參量的凍結相似模擬試驗平臺。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

凍結壁發育狀況超聲電阻率參量的凍結相似模擬試驗平臺，包括超聲波測試系統、電阻率測試系統、溫度測試系統、鹽水供給系統、清水供給系統、制冷系統、模擬實驗箱和土層補水系統；

在所述模擬實驗箱內按照模擬土層的要求鋪設有內部土層，在內部土層的相對兩側設有土層補水系統；

所述鹽水供給系統的鹽水箱的出水端通過鹽水泵與所述模擬實驗箱內的凍結管的進水端流體導通，凍結管的出水端依次與所述制冷系統的制冷機和冷凝器的鹽水入口端流體導通，所述制冷系統的冷凝器的鹽水出口端與所述鹽水供給系統的鹽水箱進水端流體導通；

所述清水供給系統的清水箱出水端通過清水泵與所述模擬實驗箱內側的土層補水系統的補水通道的進水口流體導出，所述模擬實驗箱側內側的土層補水系統的補水通道的出水口與所述清水供給系統的清水箱進水端流體導通；清水箱出水端通過清水泵與所述冷凝器的清水入口端流體導通，所述冷凝器的清水出水端與所述清水箱清水入水端流體導通；

所述超聲波測試系統、所述電阻率測試系統和所述溫度測試系統的采集端安裝在所述模擬實驗箱內，所述超聲波測試系統、所述電阻率測試系統和所述溫度測試系統的測試端接收所述超聲波測試系統、所述電阻率測試系統和所述溫度測試系統的采集端的數據進行測試。

上述凍結壁發育狀況超聲電阻率參量的凍結相似模擬試驗平臺，所述土層補水系統包括濾水層和鐵砂網；所述濾水層位于補水通道的進水口和補水通道的出水口處的所述模擬實驗箱內側壁處，鐵砂網位于所述內部土層與所述濾水層之間；所述濾水層為砂卵石層，厚度為50-100mm。