【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及岩体力学
，尤其涉及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。
技术介绍
在矿山建设及矿产资源开采的过程中，西部高寒地区矿山边坡裂隙岩体由于环境的特殊性，长期面临着复杂的冻融灾害问题。裂隙岩体是一类复杂的岩体，内部一般都由岩石颗粒、胶结材料、微裂纹等组合而成，内部裂纹、节理缺陷直接影响岩体稳定性，在长期的冻融作用下，裂隙岩体中裂隙水不断发生水冰相变，由水冻结成冰时发生9%的体积膨胀产生的冻胀力持续驱动裂隙扩展或者产生新生裂纹，继而引起裂隙的扩展、碎裂，物理力学性质骤降，从而引起围岩断裂。岩石材料冻融损伤的本质，是温度周期正负变化，固体材料内部水不断发生相变和位移，在冰的冻胀力作用下使岩体裂纹尖端产生巨大的力而扩展损伤，反复冻结融化从而产生宏观裂纹，在冻胀破坏作用下，裂隙的演化对寒区工程的稳定性、安全性造成严重的威胁。为了描述裂纹的形态特征，裂纹相对张开度是常用的指标之一，相对张开度是裂纹张开度与裂纹长度的比值，张开度就是所说的裂纹宽度，...
【技术保护点】
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；/n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；/n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...
【技术特征摘要】
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)。
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)。
3.根据权利要求2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。
4.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。
5.根据权利要求4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：所述滑环转子(14)上设有两圈滑环转子...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，易雪枫，龙大愚，李长洪，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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