[發(fā)明專利]一種巖土體熱物性原位測試和凍脹力原位測試方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110286958.1 | 申請日： | 2021-03-17 |
| 公開（公告）號： | CN113281375B | 公開（公告）日： | 2023-02-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉益平;王維;張國柱;葛陽;何小飛;葛海明;張勇;王小龍;陳念軍;李卓成 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國能源建設(shè)集團江蘇省電力設(shè)計院有限公司 |
| 主分類號： | G01N25/20 | 分類號： | G01N25/20;G01N25/14;G01N25/16;G01L5/00 |
| 代理公司： | 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224 | 代理人： | 陳珉 |
| 地址： | 210000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 巖土 物性 原位 測試 凍脹力 方法 | ||
1.一種巖土體熱物性原位測試和凍脹力原位測試方法,其特征在于，包括以下步驟：
步驟1、通過同軸導(dǎo)壓管將熱傳導(dǎo)多功能旁壓器與一體化轉(zhuǎn)換控制裝置連接，將熱傳導(dǎo)多功能旁壓器放入預(yù)先施工好的測試鉆孔內(nèi)；
步驟2、將循環(huán)液體流入閥和循環(huán)液體流出閥接通，試驗加壓/注水加壓閥關(guān)閉,試驗/調(diào)零閥指向試驗位置，排氣閥在關(guān)閉位置、截止閥在連通位置；
步驟3、啟動循環(huán)水泵，給儀器注水；
步驟4、關(guān)停循環(huán)水泵后熱傳導(dǎo)多功能旁壓器的彈性膜中的循環(huán)液體逐漸回流至循環(huán)水箱，彈性膜收縮，待彈性膜恢復(fù)原狀后，將試驗/調(diào)零閥指向調(diào)零位置，待目測管液位到達“0”刻度后，關(guān)閉試驗/調(diào)零閥；
步驟5、將排氣閥打開，將試驗/調(diào)零閥指向試驗位置，待目測管液位下降至穩(wěn)定，記錄下其位移值S0備用；
步驟6、將排氣閥、截止閥、循環(huán)液體流入閥、循環(huán)液體流出閥置于關(guān)閉位置，將試驗加壓/注水加壓閥指向試驗加壓位置,用調(diào)壓閥加壓，待目測管液位穩(wěn)定，熱傳導(dǎo)多功能旁壓器的特制彈性膜完全貼緊孔壁，記下此時的壓力值P1和位移值S1備用；
步驟7、關(guān)閉試驗/調(diào)零閥，關(guān)閉試驗加壓/注水加壓閥，松開調(diào)壓閥，將截止閥、循環(huán)液體流入閥、循環(huán)液體流出閥置于接通位置；
步驟8、用貼在熱傳導(dǎo)多功能旁壓器彈性膜外側(cè)的溫度傳感器測定巖土體的溫度，開啟循環(huán)水泵，開啟控溫系統(tǒng)將恒溫水箱中液體加熱至指定溫度；
步驟9、記錄加熱過程中熱傳導(dǎo)多功能旁壓器周圍巖土體的溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)，根據(jù)無限長線熱源理論，利用獲取的數(shù)據(jù)反演巖土體的綜合導(dǎo)熱系數(shù)；
步驟10、關(guān)閉循環(huán)水泵和控溫系統(tǒng)，重復(fù)步驟2～步驟7步驟，開始測試凍脹參數(shù)；
步驟11、開啟循環(huán)水泵和控溫系統(tǒng)將恒溫水箱中液體制冷至指定溫度；
步驟12、在循環(huán)過程中，監(jiān)測系統(tǒng)壓力的變化，如壓力增大，則打開排氣閥，將試驗/調(diào)零閥指向試驗位置，待壓力降至于P1值時關(guān)閉試驗/調(diào)零閥、排氣閥，繼續(xù)重復(fù)冷卻循環(huán)；
步驟13、到達設(shè)定溫度時，關(guān)閉循環(huán)水泵，關(guān)閉循環(huán)液體流入閥、循環(huán)液體流出閥，將試驗/調(diào)零閥指向試驗位置，排氣閥打開，待測管液位穩(wěn)定后關(guān)閉排氣閥，記錄下此液位值S2；
步驟14、將試驗加壓/注水加壓閥指向試驗加壓位置，用調(diào)壓閥加壓，使液位值下降到S1值時，記錄下此時的壓力值P2；
步驟15、計算P2－P1即為此溫度下的凍脹力，S2－S1通過體積換算為凍脹變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖土體熱物性原位測試和凍脹力原位測試方法，其特征在于：在步驟3中循環(huán)水泵上的分流閥在半開位置，當(dāng)液體從循環(huán)回水管中滿液無氣泡流出時停止循環(huán)水泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖土體熱物性原位測試和凍脹力原位測試方法，其特征在于，巖土體熱物性原位測試和凍脹力原位測試方法的實施采用一體化多功能巖土體熱力性能原位測試儀，所述一體化多功能巖土體熱力性能原位測試儀包括：熱傳導(dǎo)多功能旁壓器、一體化轉(zhuǎn)換控制裝置、壓力系統(tǒng)以及控溫系統(tǒng)；所述熱傳導(dǎo)多功能旁壓器通過同軸導(dǎo)壓管與一體化轉(zhuǎn)換控制裝置連接，壓力系統(tǒng)和控溫系統(tǒng)分別和一體化轉(zhuǎn)換控制裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖土體熱物性原位測試和凍脹力原位測試方法，其特征在于：所述熱傳導(dǎo)多功能旁壓器為圓柱體結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次設(shè)有中空腔、內(nèi)側(cè)不銹鋼層、熱探頭回水管、外側(cè)不銹鋼層、熱探頭進水管以及彈性膜，在熱探頭回水管的外側(cè)包裹有保溫填充物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巖土體熱物性原位測試和凍脹力原位測試方法，其特征在于：所述壓力系統(tǒng)包括：高壓氣源和循環(huán)水泵；所述高壓氣源和循環(huán)水泵分別與一體化轉(zhuǎn)換控制裝置連接。
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