[实用新型]一种用于人工冻土墙的实验设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，特别涉及一种用于人工冻土墙的实验设备。

背景技术

我国东北和华北地区有丰富的天然冷能资源，目前我国还未开展过利用寒区天然冷能节省人工冻结耗能的试验研究和实际工程项目，为了充分利用天然冷能作为基坑工程、隧道地铁工程基坑冻结支护结构的冷能来源，现有技术中开展了多项研究。

在实现本实用新型的过程中，发现现有技术中至少存在以下的缺点和不足：

由于目前尚未有人工冻土墙的实验设备，使得考虑天然冷能与人工制冷冷能的冻结支护结构的强度设计参数没有办法准确确定，当强度设计参数取值过小，冻结支护结构就会发生强度和变形破坏，容易造成倒塌等事故；当强度设计参数取值过大，就会增加冷能的输入，造成了冷能的浪费，增加了工程造价。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于人工冻土墙的实验设备，该实验设备实现了对人工冻土墙的温度和应力变化规律的实时监测，避免发生倒塌事故和冷能的浪费，详见下文描述：

一种用于人工冻土墙的实验设备，包括：在人工冻土墙的内侧设置有钢筋混凝土内壁，外侧设置有钢筋混凝土外壁；在所述钢筋混凝土内壁的内侧设置有第一保温板，所述钢筋混凝土外壁的外侧设置有第二保温板；在所述钢筋混凝土内壁和所述钢筋混凝土外壁之间设置有制冷管，所述制冷管和制冷机相连；在所述人工冻土墙内设置有温度传感器和土压力盒，所述温度传感器和所述土压力盒实时监测并显示所述人工冻土墙的温度和应力变化规律。

本实用新型具有以下的有益效果：通过制冷管内的盐酸在钢筋混凝土内壁、钢筋混凝土外壁循环，为人工冻土墙提供冻结冷能，使得人工土墙冻结；钢筋混凝土内壁、钢筋混凝土外壁对人工冻土墙起到侧向约束作用，第一保温板和第二保温板起到防止冷能扩散的作用，利用埋在人工冻土墙内的温度传感器和土压力盒可以实时监测人工冻土墙的温度和应力变化规律。通过该实验设备可以在应力程度、变形程度、设计强度和抗剪强度等参数中找到一个平衡值，使得人工冻土墙可以满足实际应用中的需要。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种用于人工冻土墙的实验设备的结构示意图；

图2为本实用新型提供的人工冻土墙的剖面示意图。

附图中各标号所代表的部件列表如下：

1：制冷机；                    2：制冷管；

3-1：钢筋混凝土内壁；          3-2：钢筋混凝土外壁；

5-1：第一保温板；              5-2：第二保温板；

6：温度传感器；                7：土压力盒；

8：人工冻土墙。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

为了实现对人工冻土墙的温度和应力变化规律的实时监测，避免发生倒塌事故和冷能的浪费，本实用新型实施例提供了一种用于人工冻土墙的实验设备，参见图1和图2，详见下文描述：

一种用于人工冻土墙的实验设备，包括：在人工冻土墙8的内侧设置有钢筋混凝土内壁3-1，外侧设置有钢筋混凝土外壁3-2；在钢筋混凝土内壁3-1的内侧设置有第一保温板5-1，钢筋混凝土外壁3-2的外侧设置有第二保温板5-2；在钢筋混凝土内壁3-1和钢筋混凝土外壁3-2之间设置有制冷管2，制冷管2和制冷机1相连；在人工冻土墙8内设置有温度传感器6和土压力盒7，温度传感器6和土压力盒7实时监测并显示人工冻土墙8的温度和应力变化规律。

其中，将制冷管2和制冷机1相连，通过控制制冷机1的功率，来控制冷能的大小，使得人工土墙8冻结，温度传感器6和土压力盒7实时监测并显示人工冻土墙8的温度和应力变化规律。

具体实现时，人工冻土墙8可以为设置在钢筋混凝土内壁3-1和钢筋混凝土外壁3-2之间的选定土样，具体的选择方式根据实际应用中的需要进行设定，本实用新型实施例对此不做限制。

其中，钢筋混凝土内壁3-1、钢筋混凝土外壁3-2、第一保温板5-1和第二保温板5-2的厚度根据应用中的需要进行设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。

其中，第一保温板5-1和第二保温板5-2之间需要紧密连接，具体实现时，可以采用苯板胶或其他材料连接，本实用新型实施例对此不做限制。

其中，制冷管的形状可以是U型，也可以是环形，具体的形状根据实际应用中的需要进行设定，本实用新型实施例对此不做限制。