模拟不同渗流环境下液氮冻结地层的水热耦合模型试验系统及方法

本发明公开了一种模拟不同渗流环境下液氮冻结地层的水热耦合模型试验系统及方法，用于试验对象在大渗流液氮冻结地层中多物理场耦合作用的试验研究。该模型试验系统包括液氮冻结系统、动水渗流循环系统、监测系统三大部分；液氮冻结系统通过改变液氮流量去控制埋设在砂层中的液氮冻结管温度，从而对试验砂层极速冻结；动水渗流循环系统通过压力泵模拟不同地下水渗流速度，利用加热棒维持试验用水温度恒定；监测系统用于记载液氮地层冻结过程中温度场和渗流场的变化趋势。本发明利用液氮超低温效果对大流速渗流环境下砂层进行极速冻结，使冻结帷幕能够有效闭合，通过模拟不同渗流环境下液氮地层冻结过程得到大渗流地层液氮人工冻结温度场和渗流场的演化规律，为大渗流地层液氮人工冻结施工提供依据。