[发明专利]岩石含冰裂隙的冻胀变形扩展实时监测系统及其监测方法

权利要求书

1.岩石含冰裂隙的冻胀变形扩展实时监测系统，其特征在于：包括CT扫描系统、岩石冻融系统、裂隙变形测量系统和冻胀力测量系统；

所述CT扫描系统包括竖直机架(1)、面阵探测器(2)、X射线发射机(3)、旋转系统和底座(4)，所述底座(4)上对称且相向设置有两个竖直机架(1)，其中一个竖直机架(1)的内侧面滑动连接有面阵探测器(2)，另外一个竖直机架(1)的内侧面滑动连接有X射线发射机(3)；所述旋转系统安装在所述底座(4)上，且位于两个所述竖直机架(1)之间；

所述岩石冻融系统包括储水桶(5)、冷冻桶(6)和冷冻循环系统，所述储水桶(5)位于所述冷冻桶(6)上方，且所述储水桶(5)与所述冷冻桶(6)之间设有导液垫块(7)，岩石样品(8)置于冷冻桶(6)内，所述冷冻桶(6)安装在所述旋转系统上，所述冷冻循环系统与所述冷冻桶(6)连接；

所述裂隙变形测量系统和所述冻胀力测量系统均与岩石样品(8)连接，分别用来测量岩石样品(8)冻融过程中的变形情况和冻胀力变化情况，所述岩石样品(8)中含有岩石样品裂隙(801)；

所述冷冻桶(6)外侧壁上设有冷冻液循环腔(601)，所述冷冻桶(6)的顶部设有冷冻桶盖板(602)，且所述冷冻桶(6)的外侧设有保温层(603)；

所述冷冻桶(6)底部内侧设有放置所述岩石样品(8)的固定垫块(604)，所述固定垫块(604)的上方设有样品固定套(605)；

所述冷冻循环系统包括冷却循环泵(9)、冷却液进管(10)和冷却液出管(11)，所述冷却液进管(10)的一端与所述冷却循环泵(9)的输出端连接，另一端与所述冷冻液循环腔(601)连通；所述冷却液出管(11)的一端与所述冷却循环泵(9)的输入端连接，另一端也与所述冷冻液循环腔(601)连通；

所述旋转系统包括转台底板(12)，所述转台底板(12)固设在所述底座(4)上，所述转台底板(12)中心向上转动设有转台(13)，且所述转台(13)上方设有滑环转子(14)；所述转台底板(12)上还通过滑环定子连接件(15)连接有滑环定子(16)，所述滑环定子(16)与所述滑环转子(14)相匹配，所述滑环定子连接件(15)位于所述转台(13)外侧；

所述滑环转子(14)上设有两圈滑环转子导流槽(1401)，所述滑环定子(16)上与所述滑环转子导流槽(1401)对应高度为开设有开孔；所述滑环转子导流槽(1401)的上下位置以及两圈滑环转子导流槽(1401)中间均安装有密封圈(17)；所述滑环转子(14)与所述滑环定子(16)之间设有至少两个导向带(28)；

所述冻胀力测量系统包括冻胀力传感器(23)、信号采集器(21)和电脑(22)，所述冻胀力传感器(23)放置于岩石样品裂隙(801)中，所述冻胀力传感器(23)上连接有一号冻胀力线接头(24)、二号冻胀力线接头(25)，所述一号冻胀力线接头(24)和二号冻胀力线接头(25)均位于所述滑环定子(16)上，且所述一号冻胀力线接头(24)和二号冻胀力线接头(25)分别通过一号冻胀力传感器接线(26)和二号冻胀力传感器接线(27)与信号采集器(21)连接，所述一号冻胀力传感器接线(26)和二号冻胀力传感器接线(27)均分为两段，一号冻胀力传感器接线(26)中的其中一段连接冻胀力传感器(23)与一号冻胀力线接头(24)，另一段连接一号冻胀力线接头(24)与信号采集器(21)；二号冻胀力传感器接线(27)中的其中一段连接冻胀力传感器(23)与二号冻胀力线接头(25)，另一段连接二号冻胀力线接头(25)与信号采集器(21)；所述信号采集器(21)与所述电脑(22)之间通讯连接。

2.根据权利要求1所述的岩石含冰裂隙的冻胀变形扩展实时监测系统，其特征在于：所述裂隙变形测量系统包括变形传感器(18)、信号采集器(21)和电脑(22)，所述变形传感器(18)可拆卸安装在岩石样品(8)上，所述变形传感器(18)通过变形传感器接线(19)、变形传感器线接头(20)与信号采集器(21)连接，所述信号采集器(21)与所述电脑(22)之间通讯连接。