地下结构热力耦合测试新型设备ZY6819综合实验系统

一、什么地下结构热力耦合测试？

地下结构热力耦合测试是一种综合评估地下结构（如隧道、地下仓库、能源桩、地热储层等）在温度变化与力学荷载共同作用下的响应特性的实验方法。其核心在于研究热场（温度变化）与应力/应变场（力学行为）之间的相互作用，为工程设计、安全评估及长期稳定性分析提供科学依据

应用场景：

地热能开发：评估热提取过程中储层岩石的变形与渗透性演化。

核废料地质处置：研究高温下围岩（如黏土岩）的长期密封性能。

城市地下空间：分析地铁隧道在季节温差下的衬砌裂缝风险。

能源桩/地下储热：优化结构设计以兼顾承载与热交换效率。

二、地下结构热力耦合测试目的

揭示热-力相互作用机制：温度变化会导致材料膨胀/收缩，进而引发应力重分布、裂缝扩展或变形，力学荷载又可能影响热传导特性。

验证数值模型：为计算机模拟（如有限元分析）提供校准数据，确保理论预测的准确性。

优化工程设计：例如地热开发中评估岩体热破裂风险，或核废料处置库中确保长期密封性。

三、地下结构热力耦合测试内容

1、热力耦合加载

温度控制：通过加热元件、循环流体或电阻加热模拟地热梯度、季节温差或人为热源（如核废料衰变热）。

力学加载：施加静态/动态荷载（如土压力、水压、地震力），模拟实际工况。

2、关键监测参数

温度场：分布式光纤测温（DTS）、热电偶阵列。

变形与应变：应变片、激光扫描、数字图像相关（DIC）技术。

应力响应：压力传感器、声发射监测（裂缝活动）。

渗流特性（若涉及流体）：渗透率变化、孔隙水压监测。

3、典型试验类型

实验室尺度：三轴试验（加热+围压）、热-水力-力学（THM）耦合试验。

现场测试：原位热响应试验（TRT）、热-机械监测系统（如深部地下实验室）。

四、地下结构热力耦合测试设备！ZY6819新型地下结构热力耦合综合实验系统

1、适用范围：

1.1主要用于开展混凝土结构在热力耦合作用下耐火性能试验，包括缩尺隧道管片、梁、板、柱、墙等构件的耐火性能试验。

2、技术要求：

2.1可模拟多种边界条件：两端铰支、两端固定、两端滑动、荷载边界、位移+荷载边界等。

2.2力值加载：竖向荷载最大为300吨，轴向为50吨；

2.3升温曲线：满足ISO834升温曲线和隧道火灾升温曲线；

2.4可实现位移控制、荷载控制与混合控制的加载方式，如图1所示。

2.5同时设有高温位移场（非接触式测试系统）和温度场测试系统，可实时监测结构在热-力耦合作用下结构位移场的分布、温度场的分布。

3.1采用高精度采集卡，收集各路的温度、压力、流量等多方面的数据，经微机分析、处理和控制产生实时再现的燃烧时的真实信息，并经微机分析判定直接得出结果；整机全部采用优质器件，确保系统高品质，高速度运行，具有先进性。

3.2采用高精度采集卡+多路模块+微机，实行PID全自动控制方式，稳定性、重复性、再现性优。

3.3采用WINDOWS XP操作界面、全球精密设备专用开发软件LabView，界面风格清新、美观、简捷。测试期间实时显示测量结果并动态地绘出完美曲线，数据可以永久保存、调阅和打印输出,可直接打印报表。具有高智能、引导式菜单操作，简便直观的特点，使试验结果更加准确。