[发明专利]冻结壁发育状况超声电阻率参量的冻结相似模拟试验平台

说明书

本发明公开冻结壁发育状况超声电阻率参量的冻结相似模拟试验平台，包括超声波测试系统、电阻率测试系统、温度测试系统、盐水供给系统、清水供给系统、制冷系统、模拟实验箱和土层补水系统；超声波测试系统、电阻率测试系统和温度测试系统的采集端安装在所述模拟实验箱内，所述超声波测试系统、所述电阻率测试系统和所述温度测试系统的测试端接收所述超声波测试系统、所述电阻率测试系统和所述温度测试系统的采集端的数据进行测试。本申请的模拟试验系统可以模拟不同地压、地下水补给等工况的冻结壁发育超声‑电阻率参量。可以通过声测管、电阻率测试线测定不同时刻测线位置的超声‑电阻率参量，结合测温数据判断不同时刻冻结壁的发育状况。

技术领域

本发明涉及冻结壁发育状况模拟技术领域。具体地说是冻结壁发育状况超声电阻率参量的冻结相似模拟试验平台。

背景技术

人工冻结法是利用人工制冷技术，将待建结构周围地层冻结为连续封闭冻土体的特殊地层加固方法。该工法具有隔绝地下水、增加土体强度、提高稳定性、无污染等优势，已经被广泛应用于矿井建设、地铁建设、基坑及综合管廊建设中。但是目前人工冻结壁发育状况通用检测技术主要依赖测温法，导致覆盖面比较小，容易产生漏测，常会出现冻结壁异常、局部不交圈的现象发生，造成数以亿计的损失。因此目前亟需一种可以利用无损探测手段实现“面—局部—点”的检测方法具有重要意义。

声波法和电阻率法是区分未冻土与冻土较好的手段，但是目前缺乏针对此类方法的室内模型试验研究，导致以上两种方法仍未利用在冻结施工现场中。所以目前研发可实现冻结壁发育状况超声-电阻率参量的冻结相似模拟试验装置势在必行。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用性强、灵活性好的冻结壁发育状况超声电阻率参量的冻结相似模拟试验平台。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

冻结壁发育状况超声电阻率参量的冻结相似模拟试验平台，包括超声波测试系统、电阻率测试系统、温度测试系统、盐水供给系统、清水供给系统、制冷系统、模拟实验箱和土层补水系统；

在所述模拟实验箱内按照模拟土层的要求铺设有内部土层，在内部土层的相对两侧设有土层补水系统；

所述盐水供给系统的盐水箱的出水端通过盐水泵与所述模拟实验箱内的冻结管的进水端流体导通，冻结管的出水端依次与所述制冷系统的制冷机和冷凝器的盐水入口端流体导通，所述制冷系统的冷凝器的盐水出口端与所述盐水供给系统的盐水箱进水端流体导通；

所述清水供给系统的清水箱出水端通过清水泵与所述模拟实验箱内侧的土层补水系统的补水通道的进水口流体导出，所述模拟实验箱侧内侧的土层补水系统的补水通道的出水口与所述清水供给系统的清水箱进水端流体导通；清水箱出水端通过清水泵与所述冷凝器的清水入口端流体导通，所述冷凝器的清水出水端与所述清水箱清水入水端流体导通；

所述超声波测试系统、所述电阻率测试系统和所述温度测试系统的采集端安装在所述模拟实验箱内，所述超声波测试系统、所述电阻率测试系统和所述温度测试系统的测试端接收所述超声波测试系统、所述电阻率测试系统和所述温度测试系统的采集端的数据进行测试。

上述冻结壁发育状况超声电阻率参量的冻结相似模拟试验平台，所述土层补水系统包括滤水层和铁砂网；所述滤水层位于补水通道的进水口和补水通道的出水口处的所述模拟实验箱内侧壁处，铁砂网位于所述内部土层与所述滤水层之间；所述滤水层为砂卵石层，厚度为50-100mm。