一种多功能一体化式土体冻融试验系统

• 摘要：

  本发明涉及一种多功能一体化式土体冻融试验系统,包括模型承载系统、控温系统、补水系统、大气环境模拟系统和数据采集系统五部分.通过冷浴分别控制模型箱内上、下控温板的温度,箱体顶部设置风扇和可旋转洒水喷头,实现对大气降雨和野外风的模拟.箱体底部设有补水系统,土样测试断面设置温度、体积未冻水含量、土水势、热通量、变形等传感器,对冻融过程中的土样的温度、体积未冻水含量、土水势、热通量、变形量等物理力学要素进行有效测试,大大提高了可测量的精度和范围.克服了现有冻融试验系统因小尺寸引起的尺度效应的缺点和不足.本发明结构简单、易于操作、测量准确,对工作环境条件要求低、工作稳定.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201410515981.3

• 申请日期：

  2014.09.30

• 公开/公告号：

  CN104267172A

• 公开/公告日：

  2015-01-07

• 发明人：

  张明义 张熙胤 路建国 裴万胜

• 申请人：

  中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

• 主分类号：

  G01N33/24(2006.01)I,G,G01,G01N,G01N33

• 分类号：

  G01N33/24(2006.01)I,G,G01,G01N,G01N33,G01N33/24

• 主权项：

  一种多功能一体化式土体冻融试验系统,是由模型箱体(1)、脚轮(2)、光滑绝热板(3)、传感器引线口(4)、冷浴液导管进出口(5)、土样平台(6)、下控温板(7)、上控温板(8)、固定横梁(9)、侧壁支柱(10)、顶盖(11)、扣件(12)、冷浴液接口(13)、导液管(14)、1#冷浴(15)、2#冷浴(16)、冷浴液(17)、位移传感器(18)、其他传感器(19)、水位控制器(20)、水位测试导管(21)、导水管(22)、导水管接口(23)、硬板(24)、补水槽(25)、风扇(26)、可旋转洒水喷头(27)、固定框架(28)、数据采集仪(29)及计算机(30)组成,模型箱体(1)和顶盖(11)通过扣件(12)为一封闭整体,底部置有脚轮(2),其特征是模型箱体(1)侧壁由不锈钢夹保温材料构成,内壁敷有光滑绝热板(3),模型箱体(1)每个侧壁拐角设侧壁支柱(10),用于支撑和固定上控温板(8)和下控温板(7),上控温板(8)下方依序置有固定横梁(9)和硬板(24),固定横梁(9)与固定框架(28)用于固定模型箱内壁,固定横梁(9)上装有风扇(26)和可旋转洒水喷头(27);下控温板(7)位于模型箱体(1)的底部,其上部设置补水槽(25),补水槽(25)上布设透水膜为土样平台(6),土样居于硬板(24)与土样平台(6)之间;位移传感器(18)下部稳固于固定横梁(9)上,其头部探针通过硬板(24)与土样顶面接触,其他传感器(19)通过模型箱(1)左右两侧壁设有的两个传感器引线口(4)埋设在测试土样的截面处,其引线与数据采集仪(29)相连,数据采集仪再与计算机(30)相连;模型箱体(1)外的水位控制器(20)和水位测试导管(21)通过导水管(22)与补水槽(25)两侧的导水管接口(23)相连,模型箱(1)前侧壁上、下部设冷浴液导管进出口(5)与上控温板(8)、下控温板(7)的冷浴液接口(13)对应;1#冷浴(15)和2#冷浴(16)内分别盛有冷浴液(17),2#冷浴(16)通过导液管(14)及冷浴液接口(13)与上控温板(8),连接、1#冷浴(15)通过导液管(14)及冷浴液接口(13)与下控温板(7)连接.