CN113238031A - 冻土中液态水含量实时检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种冻土中液态水含量实时检测系统，涉及土质探测技术领域。冻土中液态水含量实时检测系统包括恒温箱、三轴压力室、轴压装置和检测装置，三轴压力室安装在恒温箱内，三轴压力室上开设有油孔和排气孔，油孔用于向三轴压力室输入或输出围压油，以控制冻土样品所受到的围压，排气孔用于排出三轴压力室内的空气；轴压装置安装在三轴压力室内，轴压装置用于向冻土样品轴向施压；检测装置安装在三轴压力室内，检测装置用于实时检测三轴压力室内冻土样品中的液态水含量。该系统能够完整地模拟冻土样品的三轴受力状态，实时检测冻土样品中的液态水含量。

Description

冻土中液态水含量实时检测系统

技术领域

本发明涉及土质探测技术领域，具体而言，涉及一种冻土中液态水含量实时检测系统。

背景技术

目前，冻土中液态水含量变化的测量主要有量热法、介电常数法、电阻率法和核磁共振法等，这些方法的共同点是只能针对一个具有恒定温度且没有外部荷载的独立样品进行整体测量。其中，量热法、介电常数法和电阻率法的使用都依赖于温度对冻土中液态水含量的影响，而核磁共振法以液态的氢原子为基础，所以对于恒定温度下荷载作用导致的冻土中液态水含量的变化用量热法、介电常数法和电阻率法是不可靠的。

也有学者提出了与核磁共振仪配套使用的单轴加载系统，该系统仅能够实现轴向恒定静荷载的加载，不能实现样品的径向加载，而且加载过程中试样侧向变形受样品管的约束，与实际力学测试过程中的样品变形不相符。在冻土样品裂隙发育发展观测方面主要使用工业CT，在土颗粒胶结和破碎的微结构观测方面使用电镜扫描，工业CT只能判断样品密实度的变化及均匀性，无法区分冰、土颗粒及液态的水；电镜扫描也只适用于无荷载样品，卸荷后不仅样品所处的状态发生改变，而且在抽真空过程中会损伤样品的表面结构。

综上，设计一种能够测试样品三轴受力期间液态含水量变化的系统，这是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的包括提供一种冻土中液态水含量实时检测系统，其能够完整地模拟冻土样品的三轴受力状态，实时检测冻土样品中的液态水含量。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种冻土中液态水含量实时检测系统，冻土中液态水含量实时检测系统包括：

恒温箱；

三轴压力室，安装在恒温箱内，三轴压力室上开设有油孔和排气孔，油孔用于向三轴压力室输入或输出围压油，以控制冻土样品所受到的围压，排气孔用于排出三轴压力室内的空气；

轴压装置，安装在三轴压力室内，轴压装置用于向冻土样品轴向施压；

检测装置，安装在三轴压力室内，检测装置用于实时检测三轴压力室中冻土样品的液态水含量。

在可选的实施方式中，轴压装置包括：

轴向传力杆，插入三轴压力室内；

第一压头，连接在轴向传力杆插入三轴压力室的一端；

第二压头，连接在三轴压力室内，且与第一压头正对设置，第一压头与第二压头用于轴向挤压冻土样品。

在可选的实施方式中，第二压头的底部设置有凸块，三轴压力室底部的中心部位开设有凹槽，凹槽与凸块配合。

在可选的实施方式中，检测装置包括：

第一射频线圈，连接在第一压头上靠近第二压头的一侧；

第二射频线圈，连接在第二压头上靠近第一压头的一侧；

梯度线圈，连接在三轴压力室的侧壁上，且围绕第一射频线圈和第二射频线圈；

主磁体，连接在三轴压力室的外侧，且围绕梯度线圈。

在可选的实施方式中，梯度线圈包括对称设置的两部分，主磁体包括对称设置的两部分。

在可选的实施方式中，三轴压力室包括：

压力室主体，压力室主体的侧壁内开设有容置槽，梯度线圈安装在容置槽内；

顶盖，连接在压力室主体的顶部；

密封圈，设置在顶盖与压力室主体之间。

在可选的实施方式中，三轴压力室上开设有冷液进口和冷液出口，冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

冷液循环管，安装在三轴压力室内，冷液循环管的两端分别与冷液进口和冷液出口连通。

在可选的实施方式中，三轴压力室上开设有线圈引线孔，冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

线圈控制器，通过线圈引线孔与第一射频线圈、第二射频线圈和梯度线圈电连接。

在可选的实施方式中，冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

轴向压力控制器，与轴向传力杆电连接，轴向压力控制器用于控制轴向传力杆的压力。

在可选的实施方式中，冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

围压控制器，用于控制向油孔输入或输出围压油的流量。

本发明实施例提供的冻土中液态水含量实时检测系统的有益效果包括：

1.该系统不仅能够完整的模拟冻土样品所处的常规静/动三轴受力状态，而且能够实现冻土样品中液态水含量变化的实时监测，并能够直观表征冻土样品中液态水的分布状态及冰颗粒破碎程度，从而为三轴条件下冻土力学特性的研究提供强有力的技术支持，具有重要的理论和实践意义；

2.该系统也能够在不同温度无荷载条件下为较大尺寸的冻土样品提供液态水含量测试，适用于较大尺寸的粒径范围的土颗粒。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的冻土中液态水含量实时检测系统的结构示意图；

图2为三轴压力室及其相关部件的一种视角的结构示意图；

图3为三轴压力室及其相关部件的另一种视角的结构示意图；

图4为图3中沿剖切线A-A的结构示意图；

图5为图3中沿剖切线B-B的结构示意图；

图6为冷液循环管的结构示意图。

图标：1-冻土中液态水含量实时检测系统；2-恒温箱；3-三轴压力室；31-压力室主体；32-顶盖；33-密封圈；34-传感器引线孔；35-油孔；36-排气孔；37-冷液进口；38-冷液出口；39-线圈引线孔；4-轴向传力杆；5-第一压头；6-第二压头；7-第一射频线圈；8-第二射频线圈；9-梯度线圈；10-主磁体；11-冷液循环管；12-温度传感器；13-线圈控制器；14-轴向压力控制器；15-围压控制器；16-存储器；17-冻土样品；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

冻土力学主要研究正冻土、冻土和正融土的力学性质以及它们与建筑物基础的相互作用关系。在寒区工程建设和人工冻结法施工中，冻土这种特殊的地质材料作为构筑物的地基基础或结构物的一部分，承担着各种各样的外部荷载，例如列车、地震的动荷载作用及上层建筑物的静荷载作用等，因此，在冻土工程中准确探明冻土的力学性质是工程设计、施工和维护的重要依据。为了保证冻土工程的安全与正常运营，防止冻土地基的有害变形和确保地基的强度足以承受上部结构的荷载，因而在冻土工程中需要研究的主要是冻土强度、变形等力学特性。

冻土中由于冰的存在，使得影响其强度与变形特性的因素较融土来说更为复杂，恒定温度下围压和含水量是其中关键因素。大量研究表明冻土强度随围压的变化表现出了先增大至最大值，然后随围压的进一步增大，强度开始减小，最终趋于稳定；同时，冻土变形由小围压下的剪切破坏演变为中高围压及高围压下的均匀压缩或腰鼓形。

基于理论推导和基本假设，冻土强度和变形随围压变化特性与中高围压及高围压作用下冰的压融压碎导致冻土试样中孔隙水含量的增加有关，试样较高围压下的力学特性可能与应力集中导致的冰压融有关；另外，三轴动荷载连续作用下冻结试样的温度会升高，样品中的冰可能会发生融化，但在荷载作用下冰压融及融化方面还没有相关的测试系统，这部分工作对于掌握冻土力学特性至关重要。

请参考图1至图5，本实施例提供了一种冻土中液态水含量实时检测系统1(以下简称：系统)，系统包括恒温箱2、三轴压力室3、轴压装置、检测装置、冷液循环管11、温度传感器12、线圈控制器13、轴向压力控制器14、围压控制器15和存储器16。

三轴压力室3安装在具有屏蔽功能的恒温箱2内。三轴压力室3上开设有油孔35和排气孔36，油孔35用于向三轴压力室3输入或输出围压油，以控制冻土样品17所受到的围压，排气孔36用于排出三轴压力室3内的空气。围压控制器15用于控制向油孔35输入或输出围压油的流量。

三轴压力室3上开设有传感器引线孔34，温度传感器12通过传感器引线孔34插入三轴压力室3内部，温度传感器12用于检测三轴压力室3内部的温度。

请参阅图5，三轴压力室3包括压力室主体31、顶盖32和密封圈33，其中，压力室主体31的侧壁内开设有容置槽，梯度线圈9安装在容置槽内，顶盖32连接在压力室主体31的顶部，密封圈33设置在顶盖32与压力室主体31之间。顶盖32可以通过螺栓连接到压力室主体31上。

三轴压力室3上开设有冷液进口37和冷液出口38。冷液循环管11安装在三轴压力室3内，冷液循环管11的两端分别与冷液进口37和冷液出口38连通。其中，请参阅图6，冷液循环管11可以为铜制螺旋管，设置于第一射频线圈7和第二射频线圈8的有效作用区域的外围。

请参阅图1和图5，轴压装置安装在三轴压力室3内，轴压装置用于向冻土样品17轴向施压。具体的，轴压装置包括轴向传力杆4、第一压头5和第二压头6，轴向传力杆4插入三轴压力室3内，第一压头5连接在轴向传力杆4插入三轴压力室3的一端，第二压头6连接在三轴压力室3内、且与第一压头5正对设置，第一压头5与第二压头6用于轴向挤压冻土样品17。第二压头6的底部设置有凸块，三轴压力室3的底部中心部位开设有凹槽，凹槽与凸块配合，其中，凸块的高度可以为1.0mm，凸块的直径可以与冻土样品17的初始直径相等，凹槽的直径可以大于冻土样品17的初始直径0.2mm。

轴向压力控制器14与轴向传力杆4电连接，轴向压力控制器14用于控制轴向传力杆4的压力。其中，轴向传力杆4可以采用承载能力较大的环氧树脂材料制成，其横截面积与第一压头5的横截面积相等。

请参阅图4和图5，检测装置相当于核磁共振检测模块，检测装置安装在三轴压力室3内，检测装置用于实时检测三轴压力室3中冻土样品17的液态水含量。具体的，检测装置包括第一射频线圈7、第二射频线圈8、梯度线圈9和主磁体10，第一射频线圈7连接在第一压头5上靠近第二压头6的一侧，第二射频线圈8连接在第二压头6上靠近第一压头5的一侧，梯度线圈9连接在三轴压力室3的侧壁上、且围绕第一射频线圈7和第二射频线圈8，主磁体10连接在三轴压力室3的外侧，且围绕梯度线圈9。请参阅图4，梯度线圈9包括对称设置的两部分，主磁体10包括对称设置的两部分。其中，恒温箱2可以保障主磁体10的温度恒定。第一压头5和第二压头6均为圆柱状，第一压头5与第二压头6的横截面相同。

三轴压力室3上开设有线圈引线孔39，线圈控制器13通过线圈引线孔39与第一射频线圈7、第二射频线圈8和梯度线圈9电连接。具体的，第一压头5和第二压头6的侧壁引线通过快速接头与线圈引线孔39连接，线圈引线孔39与线圈控制器13电连接。

第一射频线圈7和第二射频线圈8的横截面分别与第一压头5和第二压头6的横截面重合，且大于冻土样品17的初始横截面，以确保冻土样品17在加载变粗后，第一射频线圈7和第二射频线圈8的有效作用区域完全覆盖整个冻土样品17。

沿系统的高度方向，主磁体10的作用区域、梯度线圈9的作用区域及第一射频线圈7与第二射频线圈8的作用区域逐次减小。

检测装置的工作原理：在冻土样品17承受压力或温度变化的过程中，冻土样品17中的冰会被压融或液态水含量发生变化，梯度线圈9和主磁体10为第一射频线圈7和第二射频线圈8提供稳定的工作环境，第一射频线圈7和第二射频线圈8能够检测冻土样品17中氢原子的含量，通过氢原子的含量就可以得出液态水的含量。

请参阅图1，线圈控制器13、轴向压力控制器14和围压控制器15均与存储器16连接，存储器16用于存储程序，以使线圈控制器13、轴向压力控制器14和围压控制器15读取对应程序，以执行相应方法。并且，存储器16还用于存储系统对冻土样品17检测到的各种参数。

本实施例提供的冻土中液态水含量实时检测系统1能够实现以下功能：

1.在冻土样品17的三轴加载过程中同步检测液态水含量，具体的，利用集成轴压装置和围压功能的三轴压力室3与核磁共振测试系统中的射频线圈、梯度线圈9和主磁体10，通过控制器的全自动控制，实现液态水含量变化的同步检测。

2.射频线圈、梯度线圈9、冷液循环管11和三轴压力室3配合设计，具体的，将第一射频线圈7和第二射频线圈8分别集成到第一压头5和第二压头6上，梯度线圈9设置在三轴压力室3的侧壁中，冷液循环管11置于第一射频线圈7与第二射频线圈8的有效作用区域外围，线圈引线孔39开设在三轴压力室3的顶部，从而实现三轴加载与核磁共振测试的有机集成。

3.实现冻土样品17在加载条件下高精度检测液态水含量，具体的，利用检测装置实时获取加载条件下整个冻土样品17中液态水含量的变化过程及沿冻土样品17竖剖面的高分辨率图像。

为验证本实施例提供的冻土中液态水含量实时检测系统1的技术效果，进行了以下试验例：

试验例1：测试直径为61.8mm、高度为125.0mm的粉质粘土圆柱状冻土样品，并在温度-5.0℃，静荷载作用(围压6.0MPa，围压加载速率0.5MPa/s，剪切速率1％)或动荷载作用(围压6.0MPa，围压加载速率0.5MPa/s，轴向加载频率1.0Hz，应力幅值0.5MPa)下，加载过程中不同阶段的液态水含量及试样剖面图，轴向变形达30mm时试验终止。

试前标定阶段：

1、开启检测装置，启动系统进行30分钟以上的预热。

2、将直径为61.8mm，高度为125.0mm的环氧树脂标样装入防油乳胶套内，两端分别放置具有第一射频线圈7的第一压头5和具有第二射频线圈8的第二压头6，整个冻土样品17置于第一射频线圈7与第二射频线圈8的中心位置。

3、打开三轴压力室3上盖，将带压头的环氧树脂标样放入三轴压力室3底部的凹槽内，分别对接两压头上的引线及梯度线圈9上的引线与线圈引线孔39上的接头。

4、三轴压力室3内充入围压油，高度不超过三轴压力室3深度的3/4，盖上顶盖32，并用螺母固定。

5、轴向荷载清零，轴向压力控制器14控制轴向传力杆4向下动作至轴向力为0.1kN，位移清零；然后打开顶盖32上的排气孔36，围压控制器15向三轴压力室3内充入围压油，待排气孔36有少量油溢出时关闭排气孔36。

6、分别连接三轴压力室3上的冷液进口37和冷液出口38，其中，制冷循环液选用氟化液，并在设置目标温度为-5.0℃，启用冷液循环管11开始缓慢降温。

7、通过三轴压力室3内的温度传感器12实时监测降温过程，在室温至0.0℃阶段内手动进行不少于4次的核磁共振测试。

8、当三轴压力室3内温度达-5.0℃后，恒温6h以上。

9、通过围压控制器15设置目标围压6.0MPa，围压加载速率0.5MPa/s，围压保持300s，围压卸载速率0.5MPa/s，卸载至0.0MPa，设定数据采集间隔为1s，采集参数包括轴向荷载、轴向位移、围压和围压位移；在核磁共振检测模块可设置扫描时刻分别为0s(初始扫描)、2s、6s、12s(围压达目标值)、112s、212s、312s(围压保持结束或围压卸载开始)，成像时刻可设定为0s(初始扫描)、6s、12s(围压达目标值)、112s、312s(围压保持结束或围压卸载开始)，选择结果自动保存；最后在参数设置界面点击“保存”并退出。

其中，在初始扫描、围压达目标值、围压保持结束或围压卸载开始时刻必须开展核磁扫描和成像；其它时刻根据需求设定，但围压加载段不少于3个点，围压保持阶段不少于1个点，这些设置点必须包含在测试进行时段内。

10、开启数据采集模块和试验“开始”键，直至试验自动结束；

11、待油温回至室温，打开排气孔36和三轴压力室3的顶盖32，断开所有引线与线圈引线孔39上的接头，取出带压头的环氧树脂标样，拆除乳胶套，取下两压头。

试验开展阶段：

1、准备物理参数完全相同的粉质粘土圆柱装样品(直径61.8mm，高度125.0mm)：A和B，将样品A放入-30.0℃的环境下快速冻结48h以上，然后放入-5.0℃环境下恒温24h以上。

2、将样品B装入防油乳胶套内，两端放置具有射频线圈的环氧树脂压头，且整个圆柱样置于射频线圈中心。

3、将样品B放入三轴压力室3底部的凹槽内，分别对接两压头上的引线及梯度线圈9上的引线与线圈引线孔39上的接头；盖上顶盖32，并用螺母固定。

4、重复试验例1中“试前标定阶段”的步骤5～7。

5、打开排气孔36和三轴压力室3的顶盖32，断开所有引线与线圈引线孔39上的接头，取出样品B，然后盖上三轴压力室3的顶盖32，三轴压力室3内继续降温至-5.0℃后，恒温6h以上。

6、将样品A装入防油乳胶套内，两端分别放置具有第一射频线圈7的第一压头5和具有第二射频线圈8的第二压头6，整个冻土样品置于第一射频线圈7与第二射频线圈8的中心位置。

7、打开三轴压力室3的顶盖32，将样品A放入三轴压力室3底部的凹槽内，分别对接两压头上的引线及梯度线圈9上的引线与线圈引线孔39上的接头。

8、重复试验例1中“试前标定阶段”的步骤4～5。

9、当三轴压力室3内温度达-5.0℃后，恒温2h。

10、静荷载作用：通过围压控制器15设置目标围压6.0MPa，围压加载速率0.5MPa/s，围压保持300s后开始剪切，剪切速率1％，轴向变形达30mm试验终止；设定数据采集间隔为1s，采集参数包括轴向荷载、轴向位移、围压和围压位移；在核磁共振检测模块设置扫描开始时刻分别为0s(初始扫描)、2s、6s、12s(围压达目标值)、162s、312s(围压保持结束或剪切开始)、412s、612s、1112s、1700s等，成像时刻为0s(初始扫描)、6s、12s(围压达目标值)、162s、312s(围压保持结束或剪切开始)、412s、1112s等，选择结果自动保存；最后在参数设置界面点击“保存”并退出。

动荷载作用：通过围压控制器15设置目标围压6.0MPa，围压加载速率0.5MPa/s，围压保持300s，轴向加载频率1.0Hz，应力幅值0.5MPa，轴向变形达20mm试验终止。设定数据采集间隔为1s，采集参数包括轴向荷载、轴向位移、围压和围压位移；在核磁共振测试模块可设置扫描时刻分别为0s(初始扫描)、5s、10s(围压达目标值)、20s、110s、210s、310s(围压保持结束或轴向动载开始)、320s、350s、1000s等，成像时刻分别为0s(初始扫描)、2s、6s、12s(围压达目标值)、162s、312s(围压保持结束或轴向动载开始)、350s、1000s、1500s等，选择结果自动保存；最后在参数设置界面点击“保存”并退出。

其中，在初始扫描、围压达目标值、围压保持结束或剪切开始时刻必须开展核磁扫描和成像；其它时刻根据需求设定，但加载段不少于3个点，保持阶段不少于1个点，剪切阶段不少于3个点，这些设置点必须包含在测试进行时段内。

11、开启数据采集模块和试验“开始”键，直至试验自动结束；

12、待油温回至室温，打开排气孔36和三轴压力室3的顶盖32，断开所有引线与线圈引线孔39上的接头，取出带压头的样品A，拆除乳胶套，取下两压头。

13、根据核磁共振试验数据处理方法分析实验例1的“试前标定阶段”中，在围压加载和保持阶段所获得的核磁共振图像及相关数据随围压的变化。

14、根据核磁共振试验数据处理方法与试验例1中“试前标定阶段”的结果及相应图像，完成试验例1中“试验开展阶段”数据的处理和修正，获得试验例1要求条件下粉质粘土圆柱样品中液态水含量的变化及相应图像，从而达到测试目的。

需要说明的是，剪切阶段油的压缩性不会发生变化，所以剪切过程中核磁测试结果的改变都是被测样品发生变化引起的。

本实施例提供的冻土中液态水含量实时检测系统1的有益效果包括：

1.该系统不仅能够完整的模拟冻土样品所处的常规静/动三轴受力状态，而且能够实现冻土样品中液态水含量变化的实时监测，并能够直观表征冻土样品中液态水的分布状态及冰颗粒破碎程度，从而为三轴条件下冻土力学特性的研究提供强有力的技术支持，具有重要的理论和实践意义；

2.该系统也能够在不同温度无荷载条件下为较大尺寸的冻土样品提供液态水含量测试，适用于较大尺寸的粒径范围的土颗粒，例如最大粒径不超过10mm的土颗粒；

3.整个系统采取程序化设计试验模块，电脑自动采集数据，智能化程度较高，方便技术人员掌握操作。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述冻土中液态水含量实时检测系统包括：

恒温箱(2)；

三轴压力室(3)，安装在所述恒温箱(2)内，所述三轴压力室(3)上开设有油孔(35)和排气孔(36)，所述油孔(35)用于向所述三轴压力室(3)输入或输出围压油，以控制冻土样品(17)所受到的围压，所述排气孔(36)用于排出所述三轴压力室(3)内的空气；

轴压装置，安装在所述三轴压力室(3)内，所述轴压装置用于向所述冻土样品(17)轴向施压；

检测装置，安装在所述三轴压力室(3)内，所述检测装置用于实时检测所述三轴压力室(3)内所述冻土样品(17)中的液态水含量。

2.根据权利要求1所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述轴压装置包括：

轴向传力杆(4)，插入所述三轴压力室(3)内；

第一压头(5)，连接在所述轴向传力杆(4)插入所述三轴压力室(3)的一端；

第二压头(6)，连接在所述三轴压力室(3)内，且与所述第一压头(5)正对设置，所述第一压头(5)与所述第二压头(6)用于轴向挤压所述冻土样品(17)。

3.根据权利要求2所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述第二压头(6)的底部设置有凸块，所述三轴压力室(3)的底部中心部位开设有凹槽，所述凹槽与所述凸块配合。

4.根据权利要求2所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述检测装置包括：

第一射频线圈(7)，连接在所述第一压头(5)上靠近所述第二压头(6)的一侧；

第二射频线圈(8)，连接在所述第二压头(6)上靠近所述第一压头(5)的一侧；

梯度线圈(9)，连接在所述三轴压力室(3)的侧壁上，且围绕所述第一射频线圈(7)和所述第二射频线圈(8)；

主磁体(10)，连接在所述三轴压力室(3)的外侧，且围绕所述梯度线圈(9)。

5.根据权利要求4所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述梯度线圈(9)包括对称设置的两部分，所述主磁体(10)包括对称设置的两部分。

6.根据权利要求4所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述三轴压力室(3)包括：

压力室主体(31)，所述压力室主体(31)的侧壁内开设有容置槽，所述梯度线圈(9)安装在所述容置槽内；

顶盖(32)，连接在所述压力室主体(31)的顶部；

密封圈(33)，设置在所述顶盖(32)与所述压力室主体(31)之间。

7.根据权利要求1所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述三轴压力室(3)上开设有冷液进口(37)和冷液出口(38)，所述冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

冷液循环管(11)，安装在所述三轴压力室(3)内，所述冷液循环管(11)的两端分别与所述冷液进口(37)和所述冷液出口(38)连通。

8.根据权利要求4所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述三轴压力室(3)上开设有线圈引线孔(39)，所述冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

线圈控制器(13)，通过所述线圈引线孔(39)与所述第一射频线圈(7)、第二射频线圈(8)和梯度线圈(9)电连接。

9.根据权利要求2所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

轴向压力控制器(14)，与所述轴向传力杆(4)电连接，所述轴向压力控制器(14)用于控制所述轴向传力杆(4)的压力。

10.根据权利要求1所述的冻土中液态水含量实时检测系统，其特征在于，所述冻土中液态水含量实时检测系统还包括：

围压控制器(15)，用于控制向所述油孔(35)输入或输出所述围压油的流量。

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