[发明专利]一种CT扫描过程中实时加载加温溶浸试验装置

说明书

本发明涉及一种CT扫描过程中实时加载加温溶浸试验装置，属于岩石室内加载试验技术领域，其主要结构包括固定框架、压力加载、机械转动、液体溶浸和位移传感器五部分。装置的油缸和底座通过上下两个转动轴承实现转动，上下两个传动齿轮通过与传动杆上下的两个小齿轮啮合实现油缸和底座的同步转动。装置避开了用套筒实现单轴加载，避免了射线穿过金属材质后的大幅衰减。液体温度由温度传感器和加热棒共同调节。本发明对试件进行热‑力‑液耦合作用的同时可以实现显微CT实时扫描，可以获取试件加载过程中的应力应变曲线，提供了试件在热‑力‑液耦合作用过程中孔裂隙的扩展与本构关系相对应的实现方法。

技术领域

本发明涉及岩石室内加载试验技术领域，更具体地说，涉及一种CT扫描过程中实时加载加温溶浸试验装置。

背景技术

CT（Industrial Computer Tomography）扫描技术即工业计算机断层扫描成像技术，是一种无损伤检测技术，能够清晰、直观、准确地展示被检测物体的内部结构和状况，广泛应用于各个领域的工业生产中。岩石试验机是一种研究岩石本构关系的基础试验仪器，通过与CT试验机的结合可以直观地观察试样在受压状态下的内部状况变化。

研究岩石在复杂环境中的变形情况对于工程实践具有重要指导意义。国内外研究表明，对于结合CT的实时加载扫描仪器处于初步研发阶段，中国矿业大学研究了一种结合CT的实时加载装置，但是仅可以实现单物理场力学加载功能。太原理工大学研究了结合CT的加载装置，但是无法实现扫描过程中的实时加载功能。发明专利CN105928793A公开了一种置于转台上的岩石力学试验机，其主要解决岩土试样与CT扫描仪的相对转动问题。但对于多场耦合作用下岩石的力学研究还不能满足。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种CT扫描过程中实时加载加温溶浸试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种CT扫描过程中实时加载加温溶浸试验装置，包括：固定框架、压力加载、机械转动、液体溶浸和位移传感器；

其中，固定框架部分包括筒状支架、端盖、上部固定部件和扶持器固定螺孔；端盖包括上下端盖，均为圆环状，与筒状支架固定连接，用于封闭筒状支架的两端筒口；所述筒状支架中部开设两个长方形窗口，以实现射线穿过和筒内试件拆装；上部固定部件呈环状，且固定设置于筒状支架内部，扶持器固定螺孔设置于筒状支架的外侧壁；

压力加载部分包括加载油缸、加载活塞、对中凸头、对中垫块、试件座和底座；加载油缸上端穿过所述端盖中上端盖的中间圆孔，底座穿过端盖中下端盖的中间圆孔，实现无摩擦装动；加载油缸上端设有工作油口，加载油缸通过上部固定部件与筒状支架固定连接；试件座下端通过螺纹拧在底座上，试件座上端放圆柱形岩石试件，底座上设有通孔安装加热棒和温度传感器，以将温度传感器和加热棒安装在试件座上；

机械转动部分包括上下转动轴承、互相配合的传动齿轮，以及传动轴；加载油缸和底座上设有转动轴承，可实现试件的相对筒状框架转动，上端盖上方设置传动齿轮，固定在加载油缸上，下端盖下方设置传动齿轮，固定在底座上， 上下两个传动齿轮通过与传动杆的上下两个小齿轮啮合实现同步转动；

液体溶浸部分包括液体容器、温度传感器、加热棒，温度控制器；液体容器安装在试件座卡槽中，温度传感器与加热棒通过电线与温度控制器（24）相连，实现对温度的精确控制；

位移传感器包括测杆、磁环和出线口；测杆插在加载活塞内部，磁环贴在加载活塞上部，随加载活塞上下移动，出线口、电缆与PCL数据采集系统相连。