[发明专利]模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统

权利要求书

1.一种模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统，包括高能加速器CT探测系统，其特征在于，还包括试验舱系统、温控系统、水系模拟系统和PET探测系统，所述高能加速器CT探测系统用于扫描检测试件中裂缝三维形状；

所述试验舱系统包括箱体、加载装置、保温装置和温控承压垫板装置，所述加载装置设置于所述箱体内部，用于对试件施加围压以模拟地应力；所述箱体为回字形框架结构，所述回字形框架结构的开口方向与试件中隧道方向一致；所述保温装置设置于所述加载装置内部，用于进行试件的温度保护；所述温控承压垫板装置设置于所述保温装置内部，用于设置对应的温控管路；所述温控承压垫板装置包括第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板，所述第一垫板、所述第二垫板、所述第三垫板和所述第四垫板分别设置于试件的上侧、左侧、下侧、右侧，并且构成回字形框架结构；所述第一垫板包括板状本体、导流孔和导流槽，所述导流孔呈L型设置于所述板状本体内部，其外侧端用于设置水系输送管路的接头，内侧端与所述导流槽的中心连通；所述导流槽设置于所述板状本体的底面，用于导流所述导流孔中注入的核素溶液；所述导流槽包括周向导流槽和径向导流槽；所述周向导流槽设置于所述导流孔周侧；所述径向导流槽设置于所述周向导流槽与所述导流孔之间，并用于连通二者；所述第一垫板、所述第二垫板、所述第三垫板和所述第四垫板的外侧均开设有用于容纳温控管路的温控槽；所述温控槽包括呈回折型的导槽，所述导槽包括多个相互平行的平行段以及连通相邻平行段的平直段；

所述温控系统包括温控总控装置、温控作用管路、浴液入口连接管路和浴液出口连接管路，所述温控作用管路设置于所述温控承压垫板装置；所述温控作用管路的两端分别通过所述浴液入口连接管路、所述浴液出口连接管路连通至所述温控总控装置；所述温控总控装置通过所述浴液入口连接管路、所述温控作用管路、所述浴液出口连接管路以控制模拟冻融循环环境；所述温控系统还包括温度传感器组件，所述温度传感器组件设置于所述温控承压垫板装置，用于检测试件周侧温度；所述温度传感器组件与所述温控总控装置信号连接；

所述水系模拟系统包括水系控制装置和水系组件，所述水系组件设置于所述水系控制装置与试件之间，用于输送液体以模拟水系通道；所述水系组件包括水系输送管路和连接头，所述连接头设置于试件注水孔，用于输送所述水系输送管路中的液体同时密封注水孔；

所述PET探测系统包括第一探测器装置和第二探测器装置，所述第一探测器装置、所述第二探测器装置分别设置于所述箱体的两侧，用于检测冻融循环作用下试件裂缝中渗流的运移动态。

2.根据权利要求1所述的模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统，其特征在于，所述试件注水孔可设置于隧道模型周侧，用于模拟不同位置的水系管路。

3.根据权利要求1所述的模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统，其特征在于，所述水系组件包括水系输送管路，所述水系输送管路的一端与所述水系控制装置连接，另一端设置于所述温控承压垫板装置内部。

4.根据权利要求1所述的模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统，其特征在于，所述温控作用管路的形状与所述温控槽的形状一致，且相邻垫板之间设置的温控作用管路通过软管连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统，其特征在于，该可视化系统还包括旋转承载系统，所述旋转承载系统包括转台和连接装置，所述转台设置于所述箱体的下方，所述转台周侧设置有凹槽；所述连接装置的前端固设于所述转台，后端沿着所述凹槽设置；在转台动力装置驱动下，所述连接装置可沿着所述凹槽环绕。

6.根据权利要求5所述的模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统，其特征在于，所述连接装置为管汇拖链，用于容纳浴液入口连接管路、浴液出口连接管路和水系组件；

所述旋转承载系统还包括拖链导槽，所述拖链导槽设置于所述转台一侧，用于导引所述管汇拖链。

7.根据权利要求1所述的模拟地下水冻融循环作用下深部巷道变形的可视化系统，其特征在于，所述箱体为回字形框架结构，所述回字形框架结构的开口方向与试件中隧道方向一致；

所述加载装置为液压油缸，四个所述液压油缸分别设置于所述回字形框架结构的上侧、下侧、左侧和右侧；

所述保温装置为箱型结构，所述箱型结构上设置有穿设浴液入口连接管路、浴液出口连接管路和水系组件的通孔。