[發明專利]一種多孔介質凍融過程滲流試驗裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202110240356.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112858138A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王福剛;孫璟瑋;王賀;于策廷;田海龍;袁益龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 廣州川墨知識產權代理事務所(普通合伙) 44485
• 代理人: 龍亮華

1.一種多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

包括滲流系統、流速壓力控制系統、溫度控制系統、實驗裝置托架和數據采集系統；其中，

所述滲流系統包括試樣夾持器和水流模擬系統；

所述流速壓力控制系統包括恒壓恒流計量泵和測壓管，所述恒壓恒流計量泵與所述試樣夾持器外接；

所述溫度控制系統包括冷卻板、低溫弦變控制槽、溫度探頭以及保溫材料；

實驗裝置托架包括上托盤和下托盤，試樣夾持器附接至上托盤和下托盤之間；

所述數據采集系統包括溫度探頭、鹽分探頭、測壓管以及相對應的數據采集器；

其中，低溫弦變控制槽連接有溫度控制器，以用于實現實驗溫度根據自然溫度變化而變化。

2.根據權利要求1所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述裝置還包括位于上部的進水口和下部的出水口，其中，

上部的進水口包括滲流進水管、冷卻板、試樣堵頭以及尼龍網，所述滲流進水管穿過冷卻板連接相應的試樣堵頭上部的入口；

下部的出水口包括滲流出水管、冷卻板、試樣堵頭以及尼龍網，所述滲流出水管穿過冷卻板連接相應的試樣堵頭下部的出口；

其中，所述尼龍網布置在試樣堵頭與試樣之間；

其中，所述試樣堵頭的材質為鋁合金，其表面分布有溝槽。

3.根據權利要求1所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述試樣夾持器為內空雙筒有機玻璃柱，其設置有真空抽氣孔，所述試樣夾持器內部放置試樣；

所述水流模擬系統與所述恒壓恒流計量泵相連接。

4.根據權利要求1所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述冷卻板為內部中空的鋁合金圓盤，其中，

所述冷卻板的上表面邊緣處均勻布設多個出流孔，且中間設置有冷卻液進液孔。

5.根據權利要求4所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述裝置還包括冷卻液回液管和冷卻液回流集液器，其中，

所述冷卻板通過冷卻液回液管與冷卻液回流集液器相連接，以使循環制冷液由所述多個出流孔經由與各孔相連的冷卻液回液管匯集到冷卻液回流集液器。

6.根據權利要求5所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述冷卻液回流集液器通過頂部出液口排出循環制冷液到低溫弦變控制槽；其中，

所述低溫弦變控制槽輸出和回收循環制冷液，并且所述低溫弦變控制槽與溫度控制器外接。

7.根據權利要求1所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述溫度探頭和/或鹽分探頭與所述測壓管由高到低排列在試樣夾持器的側面。

8.根據權利要求1所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述溫度探頭和/或鹽分探頭的監測端穿過所述保溫材料，并埋設在試樣中；其中，

所述保溫材料為絕熱制品，其包裹在試樣夾持器的外部。

9.根據權利要求1所述的多孔介質凍融過程滲流試驗裝置，其特征在于：

所述溫度探頭和/或鹽分探頭與所述數據采集器相連接。

10.一種多孔介質凍融過程滲流試驗的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)調節所述裝置的托架的上、下托盤高度，將試樣夾持器放置在所述托架的下托盤上；

(2)向試樣夾持器中填裝試樣，并布設溫度探頭、鹽分探頭和測壓管，當所述試樣填裝完成后，在其上部放置尼龍網，并安裝試樣堵頭和冷卻板；

(3)調節上托盤的位置，使得上托盤和下托盤夾緊所述試樣夾持器，并將保溫材料包裹在所述試樣夾持器的外部；

(4)對試樣夾持器進行緩慢充水和釋水；

(5)通過真空抽氣孔將所述試樣夾持器抽真空，然后關閉真空抽氣孔；

(6)啟動溫度控制系統進行試樣頂部和底部的溫度設定，其中，當試樣內部溫度達到指定溫度時，進行滲流試驗；

(7)利用恒壓恒流計量泵控制注水壓力及流速，進行滲流試驗，并通過數據采集器實時收集數據。