(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211041502.X (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 申请人 武汉理工大 学三亚科教创新园 (72)发明人 罗忆　朱应伟　李新平　陶宇航　 魏小清　龚航里　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 刘琳 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/06(2006.01)G01N 3/02(2006.01) G01N 15/08(2006.01) G01N 25/00(2006.01) (54)发明名称 CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦 合试验系统 (57)摘要 本发明采用的技术方案是： 一种CT实时扫描 的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦 合试验系统， 包括 旋转压力室、 同源双能量X射线源、 X射线探测器、 轴压伺服系统、 围压加载系统； 待测岩石固定于 旋转压力室内部； 所述旋转压力室内集成有用于 加热待测岩石的高温加热板和用于实现旋转压 力室内部温度降低的循环制冷网路， 以及向待测 岩石施加稳定孔隙水压的渗流装置； 所述轴压伺 服系统用于向待测岩石提供稳定的轴压； 所述围 压加载系统用于向待测岩石提供稳定的围压。 本 发明可以对岩石试样施加三轴应力条件、 孔隙压 力条件以及温度荷载条件， 并满足CT扫描试验精 度需求。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115406769 A 2022.11.29 CN 115406769 A 1.一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 包括旋转 压力室、 同源双能量X射线源、 X射线探测器、 轴压伺服系统、 围压加载系统； 待测岩石固定于 旋转压力室内部； 所述旋转压力室内集成有用于加热待测岩石的高温加热板和用于实现旋 转压力室内部温度降低的循环制冷网路， 以及向待测岩石施加稳定孔隙水压的渗流装置； 所述轴压伺服系统用于向待测岩石提供稳定的轴压； 所述围压加载系统用于向待测岩石提 供稳定的围压； 还包括用于检测待测岩石在压缩过程中的轴向应变的轴向引伸计， 以及检测待测岩石 在压缩过程中的径向向应变的环向引伸计； 所述轴向引伸计和环向引伸计均位于旋转压力 室内部； 所述轴向引伸计和环向引伸计均位于待测岩石的外侧； 所述同源双能量X射线源向发生自转的旋转压力室投射X射线； 所述X射线探测器用于 接收经旋转压力室中待测岩石反射的X射线； 还包括上位机； 所述上位机用于控制高温加热板和循环制冷网络的温度， 和轴压伺服 系统与围压加载系统向待测岩石施加的压力， 以及渗流装置的流量； 还用于接 收轴向引伸 计、 环向引伸计和X射线探测器的检测结果。 2.根据权利要求1所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 还包括旋转盘和行走支架； 所述旋转盘放置于行走支架上， 并通过设置于行走 支架上的移动履带沿行走支架移动； 所述旋转盘与旋转压力室连接， 并跟随旋转盘移动； 所 述同源双能量X射线源和X射线探测器分别设置 于旋转压力室移动方向的两端。 3.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 所述旋转盘上设置有旋转电机； 所述旋转电机的传动轴与旋转压力 室固定连 接， 并带动旋转压力室自转。 4.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 所述旋转压力 室内部设置有三轴向岩心夹持器； 所述三轴向岩心夹持器用于 保持待测岩心在旋转压力室内部不发生相对位移。 5.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 所述轴压伺服系统包括油泵电机组和加载油缸； 所述油泵电机组设置于旋转 盘上； 所述加载油缸 的压力输出端与待测岩石的顶端相 接触； 所述油泵电机组基于上位机 的命令驱动加载油缸向待测岩石施加轴向压力。 6.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 围压加载系统包括油泵电机、 加载泵、 气泵和压力油路； 所述油泵电机、 气泵和 加载泵设置于旋转盘上； 所述压力油路设置于旋转压力 室内部并环绕于待测岩石； 所述油 泵电机通过加载泵将压力油加压， 压力油增压后通过所述气泵调节流入至压力油路向待测 岩石施加围压 。 7.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 所述渗流装置包括充液箱、 水压增压泵和透水垫片； 所述充 液箱设置于旋转盘 的一侧； 所述水压增压泵设置于旋转盘上； 所述透水垫片设置于旋转压力 室内部并与待测 岩石的底端相 接触； 充液箱内的水通过水压增压泵增压后经渗流管路从透水垫片流出， 向 待测岩石施加稳定的孔隙水压 。 8.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115406769 A 2其特征在于： 所述高温加热板以云母片为主体， 以镀锌板和不锈钢板为支撑， 设计功率为 1000W， 耐温600℃。 9.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 所述循环制冷 网路包括设置于旋转压力室内部的制冷管路和设置于旋转盘上 的低温循环装置； 低温循环装置与制冷管路相连通； 低温循环装置内注有乙二醇冷媒， 低温 循环装置用于将乙二醇降温至预设温度， 乙二醇通过制冷管路进入旋转压力室 并对待测岩 石进行降温。 10.根据权利要求1所述的一种CT实时扫描的岩石三轴应力、 渗流、 温度耦合试验系统， 其特征在于： 所述的同源双能量X射线源 包括两套不同能量下的X射线CT扫描装置 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115406769 A 3