[发明专利]在力学加载过程中利用CT扫描技术定量测量冻土试样体积变形的方法

摘要

本发明公开了一种在力学加载过程中利用CT扫描定量测量冻土试样体积变形的方法，是将制备好的冻土试样装入冻土三轴仪中一起放置在CT机床上并进行扫描定位，按照试验要求设定力学加载参数对冻土试样进行力学加载，到某一力学状态时对试样进行CT扫描，获得覆盖全试样的所有断层CT图像。通过二维CT图像测量得到所有断层的试样面积，其中在该状态下试样的体积可由每层断面试样面积乘以扫描层厚相加得出，最后按照体积变化率公式计算得到该力学阶段下的体积变化率。本发明可以准确测量力学过程中某一时刻的冻土试样体积大小和体积变化量，解决了传统测量体变方法中由于管线膨胀所引起测量误差较大的问题，极大的提高了试验的精度。

主权项

一种在力学加载过程中利用CT扫描定量测量冻土试样体积变形的方法，其步骤是：a. 按照土工试验方法标准GB‑T50123‑1999制备直径为61.8mm，长为125mm圆柱型标准土样；b. 将制备好的常温标准土样放入‑30℃冷库中迅速恒温冷却24小时后，放入恒温箱中按照试验设定温度‑3.4℃恒温24小时，制得冻土试样；c. 测得冻土试样的长度及直径，计算出初始状态下试样的体积V0，并做记录；d. 将恒温后的冻土试样样装入与CT机配套使用的冻土三轴仪中，打开三轴仪的制冷设备迅速制冷，待温度稳定至试验设定温度时，将冻土三轴仪连同冻土试样一起放置在CT机扫描床上；e. 调整CT机床及三轴仪的位置，使得试样位于CT机激光定位线扫描区域的中心；f. 按照试验要求设定力学加载参数，其中加载控制方式为等应变控制，加载速率为0.3mm/min，围压设定为1MPa，对冻土试样进行力学加载，当应变值达到4%时需要CT扫描时，在不中断力学试验的条件下对试样进行CT扫描，扫描长度覆盖整个冻土试样，得到在应变为4%时的试样所有断层的CT图像，并记录扫描参数；g. 依次测量CT图像上各断面的试样面积，按照公式：，求得i时刻冻土试样的体积，并做记录；h.按照公式：，计算得出i时刻冻土试样的体积变化率。