一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置

    技术2026-01-19  6


    本技术涉及岩土工程实验,尤其是指一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置。


    背景技术:

    1、在自然环境下,岩石承受自然状态如降雨量和地下水位的周期性变化,其本身将进入周期性的干湿状态转变,这无疑会对岩体内部产生很大影响,一方面,干湿循环会使岩体本身承受库容变形应力,另一方面,还会引起物理化学作用,例如岩石中的碳酸钙成分在湿润状态下更易溶解脱落,令岩体趋于软化,更糟糕的是,干湿循环还会加剧岩体内部裂隙的扩张闭合变化,这往往预示着岩体边坡安全性的下降,一旦发生重大裂隙活动,很可能会造成滑坡事故,造成不可恢复的损失。然而,直接在自然环境下观测和监测岩体边坡内裂隙演变变得极为困难,实地调查数据难以反映全过程,也难以掌控各影响因素。

    2、因此,研制一套室内模拟装置,能够在人为控制条件下,对岩石样品实施周期性干湿实验,同时对其内部裂隙变化进行实时监测,将极为重要和具有重要意义。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的是针对上述问题,提供了一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,该装置能对岩石样品实现自动控制的干湿循环,同时采用红外测量技术对样品表面及内部裂隙温差变化进行监测,有效观测裂隙在不同干湿条件下的演化变化规律,为防治山体滑坡提供依据。

    2、为达到上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,包括向上开口的试验箱和盖合在所述试验箱上的盖板,还包括横隔板、置样板、干燥机构和红外拍摄机构,所述横隔板能水平抽拉设置在所述试验箱的中部,以将所述试验箱内的空间分给为下部的储水隔间和上部的烘干隔间,所述置样板通过升降机构在所述储水隔间和所述烘干隔间之间上下移动设置,所述干燥机构设置在所述烘干隔间内,用于对所述置样板上的岩石样品进行干燥,所述红外拍摄机构设置在所述试验箱外壁上,用于对所述置样板上的岩石样品进行红外拍摄。

    3、优选地,所述升降机构包括主动轴、从动轴和驱动单元,所述主动轴和所述从动轴分别可转动设置在所述烘干隔间内,且所述主动轴和所述从动轴的两端分别安装有卷绕轮,每个所述卷绕轮上缠绕有吊绳,所述吊绳的一端连接在所述置样板的边角处,所述驱动单元设置在所述试验箱的侧壁上,且用于驱动所述主动轴转动,所述主动轴和所述从动轴之间还连接有同步单元。

    4、优选地,所述驱动单元包括驱动电机,所述驱动电机固定在所述试验箱的侧壁上,且用于驱动所述主动轴转动。

    5、优选地,所述同步单元包括主动轮、从动轮和同步带,所述主动轮与所述主动轴同轴固定,所述从动轮与所述从动轴同轴固定,所述同步带绕设在所述主动轮和所述从动轮之间。

    6、优选地,所述置样板上左右间隔设置有用于固定岩石样品的定位槽。

    7、优选地,所述干燥机构包括电加热器,所述电加热器固定在所述盖板的下端,所述盖板的上端还固定有用于检测所述烘干隔间内温度的温度传感器。

    8、优选地,所述盖板上还安装有真空泵,所述真空泵的进口端与所述烘干隔间相连通,所述真空泵的出口端与外接水管相连通。

    9、优选地,所述红外拍摄机构包括两个红外相机,所述试验箱的前后两侧壁上分别固定有安置箱,所述红外相机安装在对应所述安置箱内,且所述安置箱内可拆卸设置有竖直分布的竖隔板。

    10、优选地,所述试验箱的下部设置有与所述储水隔间相连通的进水阀门和出水阀门。

    11、优选地,所述试验箱由透明材质或半透明材质制成。

    12、与现有技术相比较,本实用新型的优点在于:该装置的主体结构为向上开启式试验箱与盖板,在试验箱内通过可抽拉式的横隔板将其空间分为下置的储水隔间与上方的烘干隔间,精确控制两个区域的隔离环境,同时,把升降机构集成其中,实现置样板在两个隔间间快速灵活转换,为样品的周期性湿润-干燥模拟过程打下基础。此外,还设置了烘干隔间内的干燥机构。其可以对置样板上的岩石样品进行规律有效的控温干燥,从而有利于把握各影响因素的变化规律,红外拍摄机构被设置在试验箱外壁,可以对岩石样品开展成像监测,为研究人员提供直接可视化的数据支撑,帮助观察不同湿燥循环下裂隙的演变变化。



    技术特征:

    1.一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,包括向上开口的试验箱和盖合在所述试验箱上的盖板,其特征在于:还包括横隔板、置样板、干燥机构和红外拍摄机构,所述横隔板能水平抽拉设置在所述试验箱的中部,以将所述试验箱内的空间分给为下部的储水隔间和上部的烘干隔间,所述置样板通过升降机构在所述储水隔间和所述烘干隔间之间上下移动设置,所述干燥机构设置在所述烘干隔间内,用于对所述置样板上的岩石样品进行干燥,所述红外拍摄机构设置在所述试验箱外壁上,用于对所述置样板上的岩石样品进行红外拍摄。

    2.根据权利要求1所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述升降机构包括主动轴、从动轴和驱动单元,所述主动轴和所述从动轴分别可转动设置在所述烘干隔间内,且所述主动轴和所述从动轴的两端分别安装有卷绕轮,每个所述卷绕轮上缠绕有吊绳,所述吊绳的一端连接在所述置样板的边角处,所述驱动单元设置在所述试验箱的侧壁上,且用于驱动所述主动轴转动,所述主动轴和所述从动轴之间还连接有同步单元。

    3.根据权利要求2所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述驱动单元包括驱动电机,所述驱动电机固定在所述试验箱的侧壁上,且用于驱动所述主动轴转动。

    4.根据权利要求3所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述同步单元包括主动轮、从动轮和同步带,所述主动轮与所述主动轴同轴固定,所述从动轮与所述从动轴同轴固定,所述同步带绕设在所述主动轮和所述从动轮之间。

    5.根据权利要求1所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述置样板上左右间隔设置有用于固定岩石样品的定位槽。

    6.根据权利要求1所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述干燥机构包括电加热器,所述电加热器固定在所述盖板的下端,所述盖板的上端还固定有用于检测所述烘干隔间内温度的温度传感器。

    7.根据权利要求6所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述盖板上还安装有真空泵,所述真空泵的进口端与所述烘干隔间相连通,所述真空泵的出口端与外接水管相连通。

    8.根据权利要求1所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述红外拍摄机构包括两个红外相机,所述试验箱的前后两侧壁上分别固定有安置箱,所述红外相机安装在对应所述安置箱内,且所述安置箱内可拆卸设置有竖直分布的竖隔板。

    9.根据权利要求1所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述试验箱的下部设置有与所述储水隔间相连通的进水阀门和出水阀门。

    10.根据权利要求1所述的一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,其特征在于:所述试验箱由透明材质或半透明材质制成。


    技术总结
    本技术公开了一种干湿循环下红外探测裂隙的一体化装置,包括向上开口的试验箱和盖合在试验箱上的盖板,还包括横隔板、置样板、干燥机构和红外拍摄机构,横隔板能水平抽拉设置在试验箱的中部,以将试验箱内的空间分给为下部的储水隔间和上部的烘干隔间,置样板通过升降机构在储水隔间和烘干隔间之间上下移动设置,干燥机构设置在烘干隔间内,用于对置样板上的岩石样品进行干燥,红外拍摄机构设置在试验箱外壁上,用于对置样板上的岩石样品进行红外拍摄;优点是该装置能对岩石样品实现自动控制的干湿循环,同时采用红外测量技术对样品表面及内部裂隙温差变化进行监测,有效观测裂隙在不同干湿条件下的演化变化规律,为防治山体滑坡提供依据。

    技术研发人员:王大海,高月升,包含,晏长根,郑涵,宋占亭
    受保护的技术使用者:长安大学
    技术研发日:20240226
    技术公布日:2024/10/24
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