CN115902167A - 干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，包括土体容器、干湿循环模块、CT扫描模块和裂隙土体取样模块，土体容器内设有试验土样；干湿循环模块包括降雨喷头、第一输水管道、储水罐和加热套筒，降雨喷头连接第一输水管道的一端，另一端连接储水罐，加热套筒设置于土体容器上；CT扫描模块获取试验土样的图像；裂隙土体取样模块对试验土样进行取样，得到试验土样的土体强度。本发明结构简单，实现了地下水位变化和干湿循环单独作用以及两者耦合作用下土体裂隙与强度演化试验，显著提高了试验效率；并且首次实现了地下水位与干湿循环耦合作用对土体的影响，对研究大气作用下涉水土坡裂隙形成机理具有重要意义。

Description

干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其是指一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置。

背景技术

在降雨和大气循环作用下土体会产生干湿裂隙，裂隙的出现一方面会破坏土体结构完整性导致强度降低，另一方面会为水分入渗提供通道，增加水分入渗影响范围，并进一步加剧裂隙的发展。此外，地下水位影响区域会使土体饱和度上升，进而导致土体强度下降，高地下水位会大大降低坡体稳定。在工程坡体运行过程中，随着运行时间延长，干湿循环次数增多，坡体表面和内部形成了裂隙，给降雨提供了入渗通道，在丰水期较易升高坡体水位，使坡体出现较大变形，甚至出现滑坡，对工程的安全运行和人民的生命财产安全造成严重威胁。尽管有一些试验研究了干湿循环和地下水位对坡体的影响：如现场试验、简单土柱模型试验和边坡模型等。但现场试验费用高，周期长；简单土柱试验模型仅考虑了降雨和地下水位影响，未考虑干湿循环的作用；边坡模型无法获取内部裂隙发育情况。因此目前研究还局限在单一因素对土体开裂的影响，地下水位和干湿循环耦合作用下土体开裂的机制还未得到深入研究。

例如中国专利号CN112964855A公布了一种降雨-蒸发循环并测量土裂隙特性的试验装置及试验方法，其考虑了指定次数的干湿循环后进行油渗试验获取裂隙发育程度，具有设备高度集成，操作简便、经济高效的优点，但是该方法无法对土体地下水位进行控制，无法实现地下水位与干湿循环耦合作用对土体裂隙发育程度的影响机制研究。中国专利号CN113533690A公布了一种模拟降雨和地下水位变化对填方体影响的试验系统，其通过控制降雨和地下水装置实现模拟降雨和地下水位对填方体的影响，克服了现场浸水试验费用高，周期长等缺点，试验结果稳定可靠。但是填方体运行过程中在大气循环作用下会形成裂隙，裂隙对填方体稳定影响显著，但是该发明未考虑这一工程实际情况。中国专利号CN113030435A公布了一种土体竖向裂隙模型观测试验装置及试验方法，其通过对土体容器中的观测土样进行增湿或减湿，使观测土样产生竖向裂隙，通过CIS扫描模块获取竖向裂隙信息，实现对土体开裂过程的位移场变化的精确确定，该方法试验装置简单，精度较高，但该试验装置通过薄层土体获取表面竖向裂隙，与实际坡体裂隙发育情况存在较大差异。

因此，急需开发干湿循环与地下水位耦合作用下土体裂隙演化与强度衰减规律的试验装置及方法，以对地下水位和干湿循环耦合作用下土体开裂的机制进行深入研究。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的技术缺陷，而提出一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其结构简单，实现了地下水位变化和干湿循环单独作用以及两者耦合作用下土体裂隙与强度演化试验，显著提高了试验效率；并且首次实现了地下水位与干湿循环耦合作用对土体的影响，对研究大气作用下涉水土坡裂隙形成机理具有重要意义。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，包括：

土体容器，其一端具有一开口，所述土体容器内设有试验土样, 所述土体容器远离所述开口的一端设置有排水孔和地下水位补水孔；

干湿循环模块，其包括降雨喷头、设置有第一阀门的第一输水管道、储水罐和加热套筒，所述降雨喷头设置于所述土体容器的开口，所述降雨喷头连接所述第一输水管道的一端，所述第一输水管道的另一端连接所述储水罐，所述加热套筒可拆卸的设置于所述土体容器的外壁；

地下水位控制模块，其包括地下水位调节筒、设置有第二阀门的第二输水管道、设置有第三阀门的第三输水管道和设置有第四阀门的第四输水管道，所述地下水位调节筒通过所述第二输水管道连接所述第一输水管道，所述地下水位调节筒通过所述第三输水管道连接所述土体容器的排水孔，所述地下水位调节筒还通过所述第四输水管道连接所述土体容器的地下水位补水孔

CT扫描模块，其用于获取所述试验土样的图像，并基于所述图像得到所述试验土样的裂隙观测结果；

裂隙土体取样模块，其用于在获取图像后对所述试验土样进行取样，并通过三轴压缩试验得到所述试验土样的土体强度。

在本发明的一个实施例中，所述地下水位调节筒上设置有刻度。

在本发明的一个实施例中，所述土体容器包括多段筒体、连接杆和锁紧螺母，每段筒体上均设置有固定支架，所述固定支架上设置有固定孔，所述连接杆穿过相邻两段筒体的固定孔，且所述连接杆的两端通过所述锁紧螺母锁固。

在本发明的一个实施例中，所述土体容器还包括橡胶垫圈，所述橡胶垫圈设置于相邻两段筒体之间。

在本发明的一个实施例中，所述裂隙土体取样模块包括取样切割器和挂扣，所述取样切割器上设置有挂扣。

在本发明的一个实施例中，所述CT扫描模块包括可移动X射线源和探测器。

在本发明的一个实施例中，还包括控制终端、称重模块和压力传感器，所述压力传感器设置于所述土体容器上，所述控制终端连接所述压力传感器、加热套筒、可移动X射线源和称重模块，所述称重模块设置于所述土体容器远离所述开口的一端。

此外，本发明还提供一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法，包括以下步骤：

步骤S1：取试验土样，将所述试验土样分层装入土体容器中；

步骤S2：打开第一阀门和第三阀门，同时关闭第四阀门，通过降雨喷头在试验土样上均匀喷洒雨滴；

步骤S3：单次降雨结束后，启动加热套筒对试验土样进行加热；

步骤S4：根据设定的干湿循环次数，重复进行降雨和加热步骤，以完成干湿循环试验；

步骤S5：拆除连接到土体容器上的管道，并使用玻璃胶封堵孔口；

步骤S6：启动CT扫描模块获取所述试验土样的图像，并基于所述图像得到所述试验土样的裂隙观测结果；

步骤S7：在获取图像后对所述试验土样进行取样，并通过三轴压缩试验得到所述试验土样的土体强度。

在本发明的一个实施例中，在考虑干湿循环和地下水位耦合作用下对土体裂隙与强度演化的影响时，在步骤S2之前，开启第二阀门，同时关闭第一阀门、第三阀门和第四阀门，通过第一输水管道和第二输水管道向地下水位调节筒内注水；之后关闭第二阀门、第一阀门和第三阀门，同时开启第四阀门，通过第四输水管道调节地下水位调节筒内的水位。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其结构简单，实现了地下水位变化和干湿循环单独作用以及两者耦合作用下土体裂隙与强度演化试验，显著提高了试验效率；并且首次实现了地下水位与干湿循环耦合作用对土体的影响，对研究大气作用下涉水土坡裂隙形成机理和强度衰减规律具有重要意义；

2、本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其将CT扫描技术与地下水位与干湿循环耦合土体试验相结合，获取了地下水位和干湿循环耦合作用下的土体裂隙发育情况，解决了以往无法获取地下水位和干湿循环耦合作用下的裂隙实际发育情况的困扰，具有显著优越性；

3、本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其可以较为理想的实现直接获取干湿循环与地下水位作用后三轴压缩试件的效果，以便测取带裂隙土体抗剪强度，可以更好的获取土体裂隙量与抗剪强度的定量关系，提高了试验精度，降低了劳动强度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置的整体结构示意图。

图2为本发明所述的土体容器正视图。

图3为图2上A-A的剖面示意图。

图4为本发明中所述的经干湿循环与地下水位变化作用后带裂隙三轴压缩试件取样过程示意图。

图5为本发明所述的干湿循环与地下水位变化作用后切断橡胶垫圈和土体的取样切割器的结构示意图。

图6为本发明所述的挂扣的结构示意图。

图7为本发明所述的经干湿循环和地下水位变化作用后取得的带裂隙三轴压缩试件。

其中，附图标记说明如下：11、土体容器；111、筒体；112、固定支架；113、连接杆；114、锁紧螺母；115、橡胶垫圈；116、排水孔；117、地下水位补水孔；121、降雨喷头;122、第一输水管道；123、储水罐；124、加热套筒；125、第一阀门；126、蠕动泵；131、地下水位调节筒；132、第二输水管道；133、第三输水管道；134、第四输水管道；135、第五输水管道；136、第二阀门；137、第三阀门；138、第四阀门；139、第五阀门；141、基座；142、转台；143、X射线源；144、探测器；151、取样切割器；152、挂扣；16、称重模块；17、压力传感器；18、控制终端；19、试验土样；20、带裂隙三轴压缩试件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例一

参照图1至图7所示，本发明实施例提供一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，包括土体容器11、干湿循环模块、CT扫描模块和裂隙土体取样模块，土体容器11的一端具有一开口，所述土体容器11内设有试验土样19；干湿循环模块包括降雨喷头121、设置有第一阀门125的第一输水管道122、储水罐123和加热套筒124，所述降雨喷头121设置于所述土体容器11的开口，所述降雨喷头121连接所述第一输水管道122的一端，所述第一输水管道122的另一端连接所述储水罐123，所述加热套筒124可拆卸的设置于所述土体容器11的外壁；CT扫描模块用于获取所述试验土样19的图像，并基于所述图像得到所述试验土样19的裂隙观测结果；裂隙土体取样模块用于在获取图像后对所述试验土样19进行取样，并通过三轴压缩试验得到所述试验土样19的土体强度。

本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其结构简单，实现了地下水位变化和干湿循环单独作用以及两者耦合作用下土体裂隙与强度演化试验，显著提高了试验效率；并且首次实现了地下水位与干湿循环耦合作用对土体的影响，对研究大气作用下涉水土坡裂隙形成机理和强度衰减规律具有重要意义。

其中，上述第一输水管道122在靠近储水罐123出口的位置设置有蠕动泵126，通过蠕动泵126和降雨喷头121调节雨强，并从降雨喷头121均匀喷出。作为优选地，上述降雨喷头121选用小喷头适用于该土体容器11，保证喷洒雨强适中。

其中，上述所述土体容器11包括多段筒体111、连接杆113、锁紧螺母114和橡胶垫圈115，每段筒体111上均设置有固定支架112，所述固定支架112上设置有固定孔，所述连接杆113穿过相邻两段筒体111的固定孔，且所述连接杆113的两端通过所述锁紧螺母114锁固，所述橡胶垫圈115设置于相邻两段筒体111之间。作为示例性的一种土体容器的结构如下：所述土体容器11由上段筒体111、中段筒体111和下段筒体111组合而成，试验土样19压实设置在土体容器11中；其中上段筒体111与中段筒体111之间放置橡胶垫圈115后，通过固定支架112、连接杆113及锁紧螺母114锁固；同样的，中段筒体111和下段筒体111的连接方式相同。优选的，橡胶垫圈115选择能被切割、耐热、有良好的化学稳定性、低吸水性能、高抗压以及抗拉强度好的硬质橡胶垫圈115；橡胶垫圈115断面形状为凸起状，使橡胶垫圈115两侧形成固定卡槽，以使土体容器11与橡胶垫圈115能够紧密接触，以使试验土样19表面保持光滑。

进一步地，所述土体容器11的内表面上均匀涂刷有疏水涂料，通过在土体容器11的内表面均匀涂刷疏水涂料，避免了降雨过程中，水流在试验土样19与土体容器11的接触面之间形成径流；疏水涂料也利于后续带裂隙三轴压缩试件20脱模。

上述所述加热套筒124紧贴设置在土体容器11的外侧，通过在土体容器11的外侧设置加热套筒124，利用加热套筒124对土体容器11中的试验土样19进行加热，实现试验土样19的干燥；加热套筒124能够对试验土样19均匀加热，确保了土体裂隙的产生和发展，模拟过程真实性较好；优选的，加热套筒124采用碳纤维加热套筒124。

本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置还包括压力传感器17，所述压力传感器17设置于所述土体容器11上。作为优选地，压力传感器17为微型孔隙水压力传感器，可以在土体容器11中部的侧壁设置孔，用于安装微型孔隙水压力传感器，在孔闲置不用时，可以使用玻璃胶密封。

本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置还包括地下水位控制模块，所述土体容器11远离所述开口的一端设置有排水孔116和地下水位补水孔117；还包括地下水位控制模块，所述地下水位控制模块包括地下水位调节筒131、设置有第二阀门136的第二输水管道132、设置有第三阀门137的第三输水管道133和设置有第四阀门138的第四输水管道134，所述地下水位调节筒131通过所述第二输水管道132连接所述第一输水管道122，所述地下水位调节筒131通过所述第三输水管道133连接所述土体容器11的排水孔116，所述地下水位调节筒131还通过所述第四输水管道134连接所述土体容器11的地下水位补水孔117。

其中，上述所述地下水位调节筒131上设置有刻度，通过刻度能够准确调节地下水位调节筒131的液面高低来控制试验土样19地下水位。

上述所述地下水位调节筒131的用途为用于调节试验土样19的地下水位高度；储水罐123的用途为通过蠕动泵126给干湿循环模块和地下水位控制模块提供水源。

上述所述地下水位控制模块还包括第五输水管道135和第五阀门139，所述第五阀门139设置于所述第五输水管道135上，所述第五输水管道135设置在地下水位调节筒131与储水罐123之间，在打开第五阀门139后，用于将地下水位调节筒131内的水源循环至储水罐123内，实现水源的循环利用。

上述裂隙土体取样模块包括取样切割器151和挂扣152，所述取样切割器151的两端设置有挂扣152。作为优选地，取样切割器151被挂扣152分成个部分，选取其中一面制成锋利刀刃形式，对试验土样19和橡胶垫圈115进行切割；取样切割器151与挂扣152的连接形式为活动式，挂扣152与取样切割器151连接端可实现360度活动；锋利刀刃段切断橡胶垫圈115和试验土样19后通过挂扣152与土体容器11中间部分连接起来，如图6所示；脱模后得到带裂隙三轴压缩试件20。优选的，选用高碳钢材料制作取样切割器151，保证切割器锋利度较高，较易实现试验土样19和橡胶垫圈115的切割。

本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其可以较为理想的实现直接获取干湿循环与地下水位作用后的带裂隙三轴压缩试件20的效果，以便测取带裂隙土体抗剪强度，可以更好的获取土体裂隙量与抗剪强度的定量关系，提高了试验精度，降低了劳动强度。

所述CT扫描模块包括基座141及基座141上设有的转台142、设置于所述干湿循环模块两侧的可移动X射线源143和探测器144，其中CT扫描模块为现有常规结构，故在此不再赘述。

本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置还包括称重模块16和控制终端18，称重模块16、加热套筒124、压力传感器17以及CT扫描模块均与控制终端18连接，利用控制终端18对加热套筒124、压力传感器17以及CT扫描模块的工作状态进行精准控制，获取并记录CT扫描模块及称重模块16的结果。

上述所述CT扫描模块、储水罐123和地下水位调节筒131放置于相互垂直的平面内，其不在同一平面。

上述所述CT扫描模块需要在阶段性试验完成后取出连接的管道，用玻璃胶封堵住孔，再进行土体裂隙CT扫描。

本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其将CT扫描技术与地下水位与干湿循环耦合土体试验相结合，获取了地下水位和干湿循环耦合作用下的土体裂隙发育情况，解决了以往无法获取地下水位和干湿循环耦合作用下的裂隙实际发育情况的困扰，具有显著优越性。

相应于上述一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置的实施例，本发明还提供一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法。

实施例二

在考虑到干湿循环对土体裂隙演化与强度的影响时，本发明提供的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法包括如下步骤：

步骤S1：取试验土样19，将所述试验土样19分层装入土体容器11中，例如从土体容器11的底部开始分层装入试验土样19；

步骤S2：打开第一阀门125和第三阀门137，同时关闭第四阀门138和第五阀门139，启动蠕动泵126，通过降雨喷头121在试验土样19上均匀喷洒雨滴；

步骤S3：单次降雨结束后，启动加热套筒124对试验土样19进行加热；

步骤S4：根据设定的干湿循环次数，重复进行降雨和加热步骤，以完成干湿循环试验；

步骤S5：拆除连接到土体容器11上的管道，并使用玻璃胶封堵孔口；

步骤S6：启动CT扫描模块获取所述试验土样19的图像，并基于所述图像得到所述试验土样19的裂隙观测结果，作为示例地，对转台142转动速度与正反转动周期进行控制以配合CT扫描模块成像；同时，启动CT扫描模块，调节X射线源143的高度与距离，通过可移动X射线源143调节探测器144距离以控制成像质量；

步骤S7：在获取图像后对所述试验土样19进行取样，并通过三轴压缩试验得到所述试验土样19的土体强度，作为示例地，对完成CT扫描后的试验土样19进行三轴压缩试件取样，通过取样切割器151切断橡胶垫圈115和试验土样19，将取样切割器151的挂扣152挂设于固定支架112上，取样切割器151与土体容器11的中部组成一个整体，取出该部分整体，脱模得到带裂隙三轴压缩试件20，并对带裂隙三轴压缩试件20进行三轴压缩试验，得到土体强度。

实施例三

在考虑干湿循环和地下水位耦合作用下对土体裂隙与强度演化的影响时，本发明提供的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法包括如下步骤：

步骤S1：取试验土样19，将所述试验土样19分层装入土体容器11中，例如从土体容器11的底部开始分层装入试验土样19；

步骤S2：开启第二阀门136，同时关闭第一阀门125、第三阀门137、第四阀门138和第五阀门139，启动蠕动泵126通过第一输水管道122和第二输水管道132向地下水位调节筒131内注水；之后关闭第二阀门136，开启第四阀门138，通过第四输水管道134调节地下水位调节筒131内的水位，使地下水位调节筒131的液面达到试验要求，如此使试验土样19的水位达到试验要求；

步骤S3：打开第一阀门125和第三阀门137，同时关闭第四阀门138和第五阀门139，启动蠕动泵126，通过降雨喷头121在试验土样19上均匀喷洒雨滴；

步骤S4：单次降雨结束后，启动加热套筒124对试验土样19进行加热；

步骤S5：根据设定的干湿循环次数，重复进行降雨和加热步骤，以完成干湿循环试验；

步骤S6：拆除连接到土体容器11上的管道，并使用玻璃胶封堵孔口；

步骤S7：启动CT扫描模块获取所述试验土样19的图像，并基于所述图像得到所述试验土样19的裂隙观测结果，作为示例地，对转台142转动速度与正反转动周期进行控制以配合CT扫描模块成像；同时，启动CT扫描模块，调节X射线源143的高度与距离，通过可移动X射线源143调节探测器144距离以控制成像质量；

步骤S8：在获取图像后对所述试验土样19进行取样，并通过三轴压缩试验得到所述试验土样19的土体强度，作为示例地，对完成CT扫描后的试验土样19进行三轴压缩试件取样，通过取样切割器151切断橡胶垫圈115和试验土样19，将取样切割器151的挂扣152挂设于固定支架112上，取样切割器151与土体容器11的中部组成一个整体，取出该部分整体，脱模得到带裂隙三轴压缩试件20，并对带裂隙三轴压缩试件20进行三轴压缩试验，得到土体强度。

本发明所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法，其实现了地下水位变化和干湿循环单独作用以及两者耦合作用下土体裂隙与强度演化试验，显著提高了试验效率；并且首次实现了地下水位与干湿循环耦合作用对土体的影响，对研究大气作用下涉水土坡裂隙形成机理具有重要意义。

本实施例的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法基于前述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置实现，因此该方法的具体实施方式可见前文中的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。

另外，由于本实施例的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法基于前述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置实现，因此其作用与上述装置的作用相对应，这里不再赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其特征在于：包括：

土体容器，其一端具有一开口，所述土体容器内设有试验土样, 所述土体容器远离所述开口的一端设置有排水孔和地下水位补水孔；

干湿循环模块，其包括降雨喷头、设置有第一阀门的第一输水管道、储水罐和加热套筒，所述降雨喷头设置于所述土体容器的开口，所述降雨喷头连接所述第一输水管道的一端，所述第一输水管道的另一端连接所述储水罐，所述加热套筒可拆卸的设置于所述土体容器的外壁；

地下水位控制模块，其包括地下水位调节筒、设置有第二阀门的第二输水管道、设置有第三阀门的第三输水管道和设置有第四阀门的第四输水管道，所述地下水位调节筒通过所述第二输水管道连接所述第一输水管道，所述地下水位调节筒通过所述第三输水管道连接所述土体容器的排水孔，所述地下水位调节筒还通过所述第四输水管道连接所述土体容器的地下水位补水孔；

CT扫描模块，其用于获取所述试验土样的图像，并基于所述图像得到所述试验土样的裂隙观测结果；

裂隙土体取样模块，其用于在获取图像后对所述试验土样进行取样，并通过三轴压缩试验得到所述试验土样的土体强度。

2.根据权利要求1所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其特征在于：所述地下水位调节筒上设置有刻度。

3.根据权利要求1或2所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其特征在于：所述土体容器包括多段筒体、连接杆和锁紧螺母，每段筒体上均设置有固定支架，所述固定支架上设置有固定孔，所述连接杆穿过相邻两段筒体的固定孔，且所述连接杆的两端通过所述锁紧螺母锁固。

4.根据权利要求3所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其特征在于：所述土体容器还包括橡胶垫圈，所述橡胶垫圈设置于相邻两段筒体之间。

5.根据权利要求1所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其特征在于：所述裂隙土体取样模块包括取样切割器和挂扣，所述取样切割器上设置有挂扣。

6.根据权利要求1所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其特征在于：所述CT扫描模块包括可移动X射线源和探测器。

7.根据权利要求1所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验装置，其特征在于：还包括控制终端、称重模块和压力传感器，所述压力传感器设置于所述土体容器上，所述控制终端连接所述压力传感器、加热套筒、可移动X射线源和称重模块，所述称重模块设置于所述土体容器远离所述开口的一端。

8.一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：取试验土样，将所述试验土样分层装入土体容器中；

步骤S2：打开第一阀门和第三阀门，同时关闭第四阀门，通过降雨喷头在试验土样上均匀喷洒雨滴；

步骤S3：单次降雨结束后，启动加热套筒对试验土样进行加热；

步骤S4：根据设定的干湿循环次数，重复进行降雨和加热步骤，以完成干湿循环试验；

步骤S5：拆除连接到土体容器上的管道，并使用玻璃胶封堵孔口；

步骤S6：启动CT扫描模块获取所述试验土样的图像，并基于所述图像得到所述试验土样的裂隙观测结果；

步骤S7：在获取图像后对所述试验土样进行取样，并通过三轴压缩试验得到所述试验土样的土体强度。

9.根据权利要求8所述的一种干湿循环和地下水位耦合下土体裂隙与强度演化试验方法，其特征在于：在考虑干湿循环和地下水位耦合作用下对土体裂隙与强度演化的影响时，在步骤S2之前，开启第二阀门，同时关闭第一阀门、第三阀门和第四阀门，通过第一输水管道和第二输水管道向地下水位调节筒内注水；之后关闭第二阀门、第一阀门和第三阀门，同时开启第四阀门，通过第四输水管道调节地下水位调节筒内的水位。

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