【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石侵蚀实验领域，具体而言，涉及一种岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置及方法。
技术介绍
1、在地质和岩石力学研究中，岩石裂隙内的流体渗流及应力腐蚀过程对岩石的物理性质和结构演化具有重要影响。传统上，研究这些现象的主要方法是使用ct(计算机断层扫描)和x射线成像技术。这些技术能够提供高分辨率的三维图像，用于定量分析岩石样本的内部结构变化。然而，ct和x射线成像技术存在显著的局限性，如设备成本高、扫描时间长、辐射剂量问题，以及无法实时捕捉动态侵蚀过程。此外，这些方法通常用于静态成像，难以展现岩石裂隙在应力腐蚀及流体渗流作用下的瞬时和持续变化。
2、微流体技术近年来在模拟微观尺度下的流体行为方面取得了显著进展，通过精确控制流体流动，可以模拟岩石侵蚀过程中的流体渗透、溶解与颗粒运移。这些实验通常结合荧光显微成像技术，能够实时观测和记录微尺度下的流体动态行为。然而，微流体系统主要适用于小尺度实验，在研究大尺度地质过程时存在一定的局限性。此外，微流体实验装置的设计和操作复杂，难以保证实验结果的广泛适用性和可重复性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置及方法，能够实时、快速地可视化岩石裂隙内的侵蚀过程，成本低、效率高且具备扩展性，克服了传统ct技术和微流体技术的局限性，特别适用于真实岩石样本的侵蚀过程研究。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种岩石裂隙应力侵蚀-
4、加载组件，所述加载组件包括升降底座、加载平台和透明玻璃窗，所述加载平台升降连接于所述升降底座顶部，所述透明玻璃窗固定于所述升降底座并位于所述加载平台上方；
5、岩石裂隙模型，所述岩石裂隙模型置于所述加载平台顶部，所述岩石裂隙模型的一端开设有溶液入口，所述岩石裂隙模型的另一端开设有溶液出口；
6、溶液注入组件，所述溶液注入组件包括注液瓶和废液瓶，所述注液瓶与所述溶液入口连通，所述废液瓶与所述溶液出口连通；其中，所述注液瓶内装有含荧光溶液的反应液；
7、荧光成像组件，所述荧光成像组件包括滤光片、二向色镜和蓝光光源，所述二向色镜和所述滤光片由下至上依次间隔设于所述透明玻璃窗的上方；所述蓝光光源设于所述二向色镜的一侧，所述二向色镜朝向所述蓝光光源一侧倾斜设置，所述二向色镜用于将所述蓝光光源发射的蓝光反射至所述岩石裂隙模型；
8、图像记录组件，所述图像记录组件设于所述滤光片的上方，所述图像记录组件用于采集并记录由所述岩石裂隙模型反射的荧光图像。
9、进一步地，在本专利技术中，所述升降底座内设有驱动件和控制器，所述加载平台与所述驱动件连接，所述驱动件用于驱动所述加载平台升降；所述控制器与所述驱动件电性连接。
10、进一步地，在本专利技术中，所述升降底座顶部设有压力传感器，且所述压力传感器对应位于所述加载平台底部，所述压力传感器与所述控制器电性连接。
11、进一步地，在本专利技术中，所述岩石裂隙模型包括亚克力腔体、真实岩石和透明的模拟岩石，所述亚克力腔体设有两个，两个所述亚克力腔体相对设置，所述亚克力腔体内开设有填充腔；所述溶液入口和所述溶液出口分别开设于两个所述亚克力腔体相背的一侧，两个所述亚克力腔体相对的一侧开口；
12、所述真实岩石和所述模拟岩石设于两个所述亚克力腔体之间，所述真实岩石顶部具有下裂隙面，所述模拟岩石的底部设有上裂隙面，所述模拟岩石和所述真实岩石上下拼接，其中，所述上裂隙面与所述下裂隙面上下吻合。
13、进一步地，在本专利技术中，所述模拟岩石采用透明环氧树脂材料制得。
14、进一步地，在本专利技术中，所述溶液注入组件还包括蠕动泵和孔隙水压力传感器，所述蠕动泵和所述孔隙水压力传感器依次设于所述注液瓶和所述溶液入口之间；其中，所述注液瓶、所述蠕动泵、所述孔隙水压力传感器和所述溶液入口通过注液管连接，所述废液瓶和所述溶液出口通过废液管连接。
15、进一步地，在本专利技术中，所述图像记录组件包括相机和计算机，所述相机通过固定架固定于所述滤光片正上方，所述固定架固定连接于所述升降底座；所述计算机分别与所述相机和所述控制器电性连接。
16、进一步地，在本专利技术中，所述二向色镜呈45°倾斜设置。
17、一种岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置的实验方法，包括如下步骤：
18、制备岩石裂隙模型，将所述岩石裂隙模型置于加载平台上，并将注液瓶和废液瓶分别与所述岩石裂隙模型两端的溶液入口和溶液出口连通；
19、启动所述加载平台升降对所述岩石裂隙模型进行加载，加载至目标压力值停止；
20、向所述岩石裂隙模型注入荧光溶液，并开启蓝光光源向二向色镜发射蓝光；同时开启图像记录组件对反射的荧光进行采集并记录图像数据。
21、进一步地，在本专利技术中，所述制备岩石裂隙模型的步骤，包括：
22、选取顶部具有下裂隙面的真实岩石；
23、采用透明环氧树脂材料制得底部具有上裂隙面的模拟岩石；其中，所述下裂隙面与所述上裂隙面相互吻合；
24、制备具有填充腔的两个亚克力腔体，将所述模拟岩石与所述真实岩石上下拼接后固定连接于两个亚克力腔体之间。
25、本专利技术至少具有如下优点或有益效果：
26、本专利技术通过加载平台支撑岩石裂隙模型并带动其升降与上方的透明玻璃窗抵接，实现对岩石裂隙模型进行应力加载；通过在岩石裂隙模型两端分别开设溶液入口和溶液出口，注液瓶将反应液从溶液入口通入岩石裂隙模型，在裂隙中流动后从溶液出口流出进入废液瓶，实现反应液的持续性流动性；通过蓝光光源向二向色镜发射蓝光，由二向色镜反射至岩石裂隙模型，激发反应液内荧光溶液的绿色荧光，荧光穿过透明玻璃窗透过二向色镜后，通过滤光片滤除杂光，最后由图像记录组件捕捉记录。本申请能够实时、快速地可视化岩石裂隙内的侵蚀过程，提供了一种成本低、效率高且具备扩展性的实验手段，克服了传统ct技术和微流体技术的局限性，特别适用于真实岩石样本的侵蚀过程研究。
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1.一种岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述升降底座内设有驱动件和控制器，所述加载平台与所述驱动件连接，所述驱动件用于驱动所述加载平台升降；所述控制器与所述驱动件电性连接。
3.根据权利要求2所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述升降底座顶部设有压力传感器，且所述压力传感器对应位于所述加载平台底部，所述压力传感器与所述控制器电性连接。
4.根据权利要求1所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述岩石裂隙模型包括亚克力腔体、真实岩石和透明的模拟岩石，所述亚克力腔体设有两个，两个所述亚克力腔体相对设置，所述亚克力腔体内开设有填充腔；所述溶液入口和所述溶液出口分别开设于两个所述亚克力腔体相背的一侧，两个所述亚克力腔体相对的一侧开口；
5.根据权利要求4所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述模拟岩石采用透明环氧树脂材料制得。
6.根据权利要求1所述的
7.根据权利要求2所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述图像记录组件包括相机和计算机，所述相机通过固定架固定于所述滤光片正上方，所述固定架固定连接于所述升降底座；所述计算机分别与所述相机和所述控制器电性连接。
8.根据权利要求1所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述二向色镜呈45°倾斜设置。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的实验方法，其特征在于，所述制备岩石裂隙模型的步骤，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述升降底座内设有驱动件和控制器，所述加载平台与所述驱动件连接，所述驱动件用于驱动所述加载平台升降；所述控制器与所述驱动件电性连接。
3.根据权利要求2所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述升降底座顶部设有压力传感器，且所述压力传感器对应位于所述加载平台底部，所述压力传感器与所述控制器电性连接。
4.根据权利要求1所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述岩石裂隙模型包括亚克力腔体、真实岩石和透明的模拟岩石，所述亚克力腔体设有两个，两个所述亚克力腔体相对设置，所述亚克力腔体内开设有填充腔；所述溶液入口和所述溶液出口分别开设于两个所述亚克力腔体相背的一侧，两个所述亚克力腔体相对的一侧开口；
5.根据权利要求4所述的岩石裂隙应力侵蚀-渗流的荧光成像实验装置，其特征在于，所述模拟岩石采用透明环氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡冉，陈旭升，陈益峰，周晨星，江秋荣，孟子祥，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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