岩石在线CT测试系统简介
为什么要使用计算机断层扫描系统？
为什么要使用计算机断层扫描系统？
为什么要使用计算机断层扫描系统？
重要的事情问三遍
答曰
a、快速和简单地识别试件内部结构（微观结构背景下）
b、试件质量检查（内部不均匀、不连续、裂缝、气孔、纹理……）
c、在同一试件上变形的全部过程
d、识别断裂/裂纹的形成和传播相关的特征
市场上或实验室常用的CT测试解决方案
a、基本非原位的测试（比如对压缩或恢复后的试件进行非实时测试）
b、医用CT和常规的µm和nm CT，通常医用CT的体素分辨率约为200µm，而µm和nm-CT约为1µm
c、功率有限的医疗扫描仪（低剂量，低能量束），具有常规功率谱的µm和nm CT
现有离线CT系统的缺点是什么？
a、要求对试件减压（可能会对试件产生影响，显示出与施加压力下不同的特征）
b、重新压缩通常无法延续应力路径，这意味着需要对假设相同的试件重复多次实验
德国WILLE岩石在线CT测试系统应用
研究人员可以从内部结构中获得宝贵的影像，以探索和验证各种材料特性，例如分析孔隙、流体和材料之间的关系：
土壤
含天然气水合物的沉积物
岩石
混凝土
沥青
合成建筑材料
孔隙率，结晶和溶解，孔隙流体的交换，破坏前后的几何形状甚至裂纹扩展，都可以被监控到！
系统示意图
主要技术参数
轴向荷载达200-5000 kN
单轴或三轴测试
试件直径达150mm (土、岩石、多孔材料)
试验过程中各种纤维的可视化(2D、3D and 4D)
定向注入孔隙液体（水平或侧向）
可升级：超声波，电阻层析成像，声发射
运动系统：高精度定位装置，(直线和角度)
高刚度加载架
等待试验的大CT三轴室
CT三轴室
- X射线可穿透
- 特殊材料制造
- 试件大小：25x50mm
40x80mm
150x300mm
-孔隙流体介质（水，二氧化碳，盐水）
包含光纤温度传感器
温度可达+200C
压力可达200MPa
• 小CT三轴室：试件 45x90mm，压力:40MPa，温度: -15 to 70C，分辨率 ~5-8µm
• 大CT三轴室：试件 150x3000mm，压力:40MPa，温度: -15 to 70C，分辨率 15µm
• 小型高压三轴室：压力100Mpa，温度可达+100C，温度小至+20C (室温)，分辨率 2-5µm
• 小型*高压三轴室：压力200Mpa，温度可达+100C，温度小至+20C (室温)，分辨率 2-5µm
CT发射源和探测器
运动系统：高精度定位系统（直线和角度定位）
更高的穿透功率，确保高密度、大尺寸试件的有效测试
源类型：微型源，150kV，75W，集中在5μm的点上
探测器：高分辨率高动态范围的12x12μm像素非晶硅
体素尺寸可至：8x8x8µm
3D影像是从一系列2D射线照片重建而成
测试房间
控制室：3.6 x 3.1 x 3.5 m 放射室：3.7 x 2.8 x 3.5 m
控制室
• 控制柜 • 液压系统 • 加压柱塞泵 • 温度控制器 • PC电脑
图像处理软件
• 控制和采集软件
• Aquila软件由比利时的XRE公司制作
• 几种扫描模式（停止拍摄，连续扫描和螺旋扫描）
• 轻松编写脚本以获取复杂的采集路径
包含海洋沉积物的岩心实例
岩石在线CT测试系统设备将为深部资源能源开发、天然气水合物开采、核废料地质处置、重大工程建设、地质灾害防治等领域提供新的科学实验平台。
可以获得岩石、土体、混凝土、陶瓷等地质类材料在应力、温度、流体等多种环境力场作用下的损伤破裂演化过程，揭示地质类材料变形破坏宏观力学行为的细观动因，突破多相多场耦合基础理论，建立科学合理的本构模型，具有重要的科学意义。
值得一提的是，该试验系统还可广泛应用于油气、矿山、水利、交通、土木、环保等国家重大工程建设中。例如，对于矿山突发水灾害预测、滑坡地质灾害发生机制、隧道塌方冒顶事故防治、二氧化碳地下封存等亟待解决的重大工程技术问题，具有重要的试验与理论指导作用。
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