[发明专利]一种适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置与方法

权利要求书

1.一种适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括控制系统(1)、压力室(2)、试样桶(3)和供液系统(4)，

所述试样桶(3)内放置有滑带土试样(306)；

所述压力室(2)内放置所述试样桶(3)，所述压力室(2)用于为所述试样桶(3)内的滑带土试样(306)提供一定的轴向压力，以模拟滑带土的上覆荷载；

所述供液系统(4)用于向所述压力室(2)内输送不同离子浓度的液体，所述试样桶(3)内的滑带土试样(306)的含水量会根据所述压力室(2)内的溶液离子浓度而改变，以实现模拟所述滑带土的干湿循环过程；

所述控制系统(1)用于控制所述供液系统(4)的启停，以使所述压力室(2)内的溶液离子溶度发生改变，并在所述试样桶(3)的渗透作用下，使得所述滑带土试样(306)内的含水量发生变化，以模拟所述滑带土的干湿过程。

2.根据权利要求1所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述压力室(2)包括敞口腔体(201)、步进电动推杆(202)和压力传感器(203)，所述步进电动推杆(202)安装在所述敞口腔体(201)的内底部，所述压力传感器(203)安装在所述步进电动推杆(202)上且位于所述敞口腔体(201)内。

3.根据权利要求2所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述敞口腔体(201)为一圆柱形桶，所述敞口腔体(201)的顶端密封，所述敞口腔体(201)的底端敞口。

4.根据权利要求2-3任一项所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述敞口腔体(201)由亚克力材质制作而成。

5.根据权利要求4所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述试样桶(3)包括半透膜(301)、带孔亚克力管(302)、顶帽(303)、底座(304)和橡胶圈(305)，所述半透膜(301)包裹于所述带孔亚克力管(302)的外壁，所述橡胶圈(305)束在所述半透膜(301)的外侧，以防止所述半透膜(301)脱落，所述顶帽(303)和所述底座(304)分别安装于所述带孔亚克力管(302)上下端，所述顶帽(303)、所述带孔亚克力管(302)和所述底座(304)围成的内部空间内放置有滑带土试样(306)，且所述顶帽(303)与所述底座(304)靠近所述滑带土试样(306)的一侧均与所述滑带土试样(306)接触。

6.根据权利要求5所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述底座(304)上设有第一通孔(307)和第二通孔(308)。

7.根据权利要求6所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述供液系统(4)包括第一供液结构和第二供液结构，

所述第一供液结构包括第一自吸泵(401)、第一输液管(402)和第一储液槽(403)，所述第一自吸泵(401)设在所述第一储液槽(403)内，所述第一自吸泵(401)通过所述第一输液管(402)与所述第一通孔(307)相连；

所述第二供液结构包括第二自吸泵(404)、第二输液管(405)和第二储液槽(406)，所述第二自吸泵(404)设在所述第二储液槽(406)内，所述第二自吸泵(404)通过所述第二输液管(405)与所述第二通孔(308)相连；

所述第一储液槽(403)和所述第二储液槽(406)内分别存放不同离子浓度的液体，并分别通过对应所述第一自吸泵(401)和所述第二自吸泵(404)泵入到所述压力室(2)内。

8.根据权利要求7所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述顶帽(303)的外径与所述带孔亚克力管(302)的内径相同。

9.一种滑带土干湿过程模拟方法，采用权利要求8所述的适用于CT扫描的滑带土干湿过程模拟装置，其特征在于，所述模拟方法包括：

步骤S₁₀₀：试样桶(3)封装；

将滑带土试样(306)装入带孔亚克力管(302)内，将半透膜(301)套在所述带孔亚克力管(302)的外壁，并采用橡胶圈(305)进行固定，所述带孔亚克力管(302)的上下两端分别通过顶帽(303)和底座(304)密封；

步骤S₂₀₀：对滑带土试样(306)实施荷载；

将所述试样桶(3)安装到压力室(2)内，根据模拟试验中所述滑带土试样(306)的上覆荷载，控制系统(1)监控所述滑带土试样(306)的上覆荷载大小，控制步进电动推杆(202)的伸缩量；

步骤S₃₀₀：对滑带土试样(306)进行干湿过程模拟；

通过所述控制系统(1)控制供液系统(4)的启停，以改变所述滑带土试样(306)周围溶液的类型，在半透膜(301)的作用下，使得所述滑带土试样(306)内的含水量发生变化；

步骤S₄₀₀：对模拟结果进行CT扫描探测记录；

每经过一个干湿循环，采用CT扫描仪对所述滑带土试样(306)内部的结构特征进行一次探测记录，以获得滑带土在连续干湿循环作用下的结构动态变化规律。