[发明专利]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。

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。