[发明专利]一种冻融条件下岩石裂隙实时监测系统及方法

权利要求书

1.一种冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，包括：

冻融箱，用于冻融岩石样本；所述岩石样本放置于所述冻融箱内部，所述岩石样本表面具有岩石裂隙；

温度压力传感器，用于监测冻融过程中所述岩石裂隙的温度变化和压力变化；所述温度压力传感器设置于所述岩石裂隙处；

裂隙计，用于监测冻融过程中所述岩石裂隙的张开度变化；所述裂隙计设置于所述岩石裂隙处；

裂纹扩展计，用于监测冻融过程中所述岩石裂隙的尖端扩展变化；所述裂纹扩展计设置于所述岩石裂隙处；

数据处理装置，用于处理各零件的监测数据；所述数据处理装置设置于所述冻融箱外部，且分别与所述温度压力传感器、所述裂隙计和所述裂纹扩展计连接。

2.根据权利要求1所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述数据处理装置包括：第一数据采集线、第一数据采集器和第一数据处理器，其中，所述第一数据采集器和所述第一数据处理器均设置于所述冻融箱外部，所述第一数据采集线的第一端穿过所述冻融箱并与所述温度压力传感器连接，所述第一数据采集线的第二端与所述第一数据采集器连接，所述第一数据采集器与所述第一数据处理器连接。

3.根据权利要求2所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述冻融箱上设置有第一通孔，所述第一数据采集线通过所述第一通孔，所述第一通孔中设置有第一弹性橡胶塞，所述第一弹性橡胶塞包裹所述第一数据采集线并封堵所述第一通孔。

4.根据权利要求1所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述数据处理装置包括：第二数据采集线、第三数据采集线、第二数据采集器、第三数据采集器和第二数据处理器，其中，所述第二数据采集器、所述第三数据采集器和所述第二数据处理器均设置于所述冻融箱外部，所述第二数据采集线的第一端穿过所述冻融箱并与所述裂隙计连接，所述第三数据采集线的第一端穿过所述冻融箱并与所述裂纹扩展计连接，所述第二数据采集线的第二端与所述第二数据采集器连接，所述第三数据采集线的第二端与所述第三数据采集器连接，所述第二数据采集器和所述第三数据采集器均与所述第二数据处理器连接。

5.根据权利要求4所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述冻融箱上设置有第二通孔和第三通孔，所述第二数据采集线通过所述第二通孔，所述第三数据采集线通过所述第三通孔，所述第二通孔中设置有第二弹性橡胶塞，所述第二弹性橡胶塞包裹所述第二数据采集线并封堵所述第二通孔，所述第三通孔中设置有第三弹性橡胶塞，所述第三弹性橡胶塞包裹所述第三数据采集线并封堵所述第三通孔。

6.根据权利要求1所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述温度压力传感器布置在所述岩石裂隙的一侧，所述温度压力传感器的尺寸与所述岩石裂隙的尺寸相匹配。

7.根据权利要求1所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述温度压力传感器具有温度检测点和压力检测点，所述温度检测点和所述压力检测点的位置重合，且二者检测频率相同。

8.根据权利要求1所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述裂隙计横跨所述岩石裂隙布置，所述裂隙计的两端对应插入所述岩石裂隙两端的安装孔中，所述安装孔中密封设置有环氧树脂密封，所述裂隙计的两端对应插入所述环氧树脂中。

9.根据权利要求1所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统，其特征在于，所述裂纹扩展计紧密粘贴于所述岩石样本表面，所述岩石裂隙的两个尖端位置均布置有所述裂纹扩展计。

10.一种冻融条件下岩石裂隙实时监测方法，其特征在于，基于如权利要求1-9中任一所述的冻融条件下岩石裂隙实时监测系统实现，所述方法包括步骤：

对岩石样本进行预处理并在其表面形成岩石裂隙；

将温度压力传感器设置于所述岩石裂隙处；

将裂隙计设置于所述岩石裂隙处；

将裂纹扩展计设置于所述岩石裂隙处；

将所述岩石样本放入冻融箱；

将所述数温度压力传感器、所述裂隙计和所述裂纹扩展计与所述冻融箱外部的据处理装置连接；

设置所述冻融箱的工作参数；

实时监测所述据处理装置的数据。