本实用新型专利技术公开了一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置，包括温控系统、核磁共振检测装置、数据收集装置、数据处理装置、标样检测装置。所述温控系统包括上控温组件、下控温组件，所述核磁共振检测装置为核磁共振主机，所述补水装置为无压马氏补水瓶。采用本实用新型专利技术装置在多物理场作用下显示饱和冻土分凝冰形成过程及含量测量，采用核磁共振设备，分析氢原子信号消失反推分凝冰的形成过程，因本装置采用了补水、加载、控温装置，实现了多物理场耦合作用，故本实用新型专利技术装置所测到的实验数据更加真实可靠。到的实验数据更加真实可靠。到的实验数据更加真实可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置
[0001]本技术涉及冻土试验
，具体而言，涉及一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置。
技术介绍
[0002]自然界中由于地表与大气之间不断地进行能量和物质交换，进而影响地表温度随时间周期性的变化，使地球中高纬度的大部分地区的土体产生冻融于冻胀现象。冻胀灾害对我国的建筑物危害极大，因此在我国对冻土冻胀的研究具有十分重要的工程价值。冻胀主要由水分迁移导致，且分凝冻胀占主导地位，分凝冻胀主要有分凝冰的产生而导致，因此对分凝冰的产生机理和产生量的研究十分重要。冻土是一种特殊的土，在温度低于0℃时，土中水结成冰使得冻土具有了特殊的性质。在冷季，由于水结成冰以及土内水分迁移导致土体发生冻胀；在暖季，土内冰融化，在自重及外部荷载作用下土体发生融沉，冻土冻融过程中的水热力相互作用及其变化是引起冻胀和融沉的根本原因。
[0003]然而，现有的核磁共振分析仪主要用于测量未冻水的迁移过程，当涉及到对分凝冰分析时，往往是无法直接观测到其形成过程；对分凝冰产生的判据也无法通过分析仪得出；另外由于在对样品检测前都要对标样进行一次检测以校核数据，这个过程对土体的搬动会对土体进行扰动影响实验，进而导致实验数据的不准确性。因此用现有的核磁共振分析对冻土进行分析实验数据是十分不准确的。
[0004]因此，研发一种在核磁共振分析中如何让试样不受外界温度的干扰，能够保障换样过程中土体不受扰动的情况下对标样进行检测，以及通过孔隙压力得到分凝冰时间和添加多物理场得到在多物理场的耦合作用下饱和冻土分凝冰的形成过程的显示图像和含量的可靠数据显得尤为重要。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本技术的目的是提供一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置，旨在解决上述现有技术对标样检测换样过程繁琐易扰动土体，人工读数不准确，保温效果不好，对饱和冻土在多物理场耦合作用下分凝冰的形成过程的展示以及含量的确定等技术问题。
[0006]本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种可测量饱和冻土在多场耦合作用下分凝冰形成过程及含量的装置，其特征在于，包含标样检测装置(5)、上控温组件(4)、核磁共振检测装置(11)、下控温组件(21)、补水装置(15)、数据采集装置(18)、数据处理装置(19)；
[0008]所述标样检测装置(5)通过螺纹与上控温组件(4)相连；
[0009]所述上控温组件(4)通过嵌固与核磁共振检测装置(11)相连；
[0010]所述核磁共振检测装置(11)通过嵌固与下控温组件(21)相连；
[0011]所述下控温组件(21)通过液体管道(14)与补水装置(15)相连；
[0012]所述数据采集装置(18)分别与核磁共振检测装置(11)、上控温组件(4)、下控温组件(21)、补水装置(15)、孔隙压力计(3
‑
1)相连。
[0013]具体的：
[0014]所述标样检测装置(5)，包含包含标样罐(5
‑
1)、标样(5
‑
2)、真空隔热层(5
‑
3)。所述标样检测装置(5)通过真空隔热层(5
‑
3)中的螺纹接口(5
‑
4)与上控温组件(4)进行螺纹连接。
[0015]所述上控温组件(4)，包含冷端温度传感器(8)、凹槽(7)。所述上控温组件(4)侧壁设有冷却液入口(4
‑
1)、冷却液出口(4
‑
2)、冷却液管(4
‑
4)、循环水浴箱(4
‑
3)；所述上控温组件(4)内设有加载装置(3)、孔隙压力计(3
‑
1)，分别对土体进行施加载荷和测量孔隙压力并将数值发送给数据采集中心(18)；所述上控温组件(4)通过嵌固与核磁共振检测装置(11)相连。
[0016]所述核磁共振检测装置(11)，包含左端永磁体(20)、右端永磁体(2)、真空保温层(9)、塑料试样桶(10)、频率接收器(17)、示波器(16)、孔隙压力计；所述右端永磁体(2)与梯度装置(1)通过导线相连；所述核磁共振检测装置(11)通过嵌固与下控温组件(21)相连。
[0017]所述下控温组件(21)，包含暖端温度传感器(8
‑
1)、恒温水循环装置(13)；所述下控温组件(21)内设有凹槽(7)；所述恒温水循环装置(13)通过恒温水循环输入管(12
‑
1)与恒温水循环输出管(12
‑
2)与下控温组件相连；所述下控温组件(21)通过液体管道(14)与补水装置(15)相连。
[0018]所述补水装置(15)，包含马氏瓶(15
‑
1)、马氏瓶通气管(15
‑
3)、马氏瓶塞(15
‑
2)、补水量检测器(15
‑
4)；所述马氏瓶通气管(15
‑
3)通过预先设置好的孔洞进行连接，所述补水量检测器(15
‑
4)通过预留好的玻璃管道进行连接，所述马氏瓶塞(15
‑
2)通过挤压进入预留好的孔洞进行连接。
[0019]所述数据采集装置(18)分别与梯度装置(1)、冷端温度传感器(8)、暖端温度传感器(8
‑
1)、红外位移监测装置(6)、频率接收装置(17)、示波器(16)、补水量检测器(15
‑
4)通过导线相连；
[0020]所述数据处理装置(19)通过导线与所述数据采集装置(18)相连。
[0021]可选的，所述试样的底部铺设滤纸，避免试样和水直接接触；顶部依次铺设滤纸和透水石，透水石和加载装置(3)相连，用于控制加载时竖向压力。
[0022]可选的，所述循环水浴箱为低温冷浴槽，冷却液为50％稀释的乙二醇溶液。
[0023]所述上下控温组件为具有高强度、导热性能好的高性能沥青基碳纤维制作，能够保障实验过程中降温均匀，降温速率较快。
[0024]本技术的优点和产生的有益效果：
[0025]1、本技术采用可拆卸一体式标样检测装置(5)有效的避免了换样时间长、程序繁琐以及换样时扰动土体，造成实验数据不准确的问题。
[0026]2、本技术采用了真空保温装置，利用真空保温装置对土体进行恒温作用，解决了土体在扫描过程中土体温度无法保证不受外界温度的影响问题。补水装置(15)、加载装置(3)、控温装置、核磁共振检测装置(11)共同作用实现了在多物理场耦合作用下饱和冻土分凝冰产生过程的显示，解决了现有技术无法对饱和冻土在多物理场耦合作用下分凝冰的形成过程的展示问题。
[0027]3、本技术采用了红外测距仪，利用该装置对土体的上端位移进行实时检测，解决了现有技术通过人为观察读数的数据误差的问题，使实验数据更加准确。
[0028]4、本实用新本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置，其特征在于，包含标样检测装置(5)、上控温组件(4)、核磁共振检测装置(11)、下控温组件(21)、补水装置(15)、数据采集装置(18)、数据处理装置(19)；所述标样检测装置(5)通过螺纹与上控温组件(4)相连；所述上控温组件(4)通过嵌固与核磁共振检测装置(11)相连；所述核磁共振检测装置(11)通过嵌固与下控温组件(21)相连；所述下控温组件(21)通过液体管道与补水装置(15)相连；所述数据采集装置(18)分别与核磁共振检测装置(11)、上控温组件(4)、下控温组件(21)、补水装置(15)相连。2.根据权利要求1所述的一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置，其特征在于，所述标样检测装置(5)，包含标样罐(5
‑
1)、标样(5
‑
2)；所述标样检测装置(5)通过螺纹与上控温组件(4)相连。3.根据权利要求2所述的一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置，其特征在于，所述上控温组件(4)，包含冷端温度传感器(8)、凹槽(7)；所述上控温组件(4)通过嵌固与核磁共振检测装置(11)相连。4.根据权利要求3所述的一种可显示在耦合作用下分凝冰形成过程及含量检测装置，其特征在于，所述核磁共振检测装置(11)，包含核磁线圈(11
‑
1)、左端永磁体(20...
【专利技术属性】
技术研发人员：万旭升，夏攀，路建国，晏忠瑞，刘凤云，邱恩喜，王知深，周浩，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
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