[发明专利]土体温度梯度水分移动试验装置

权利要求书

1.一种土体温度梯度水分移动试验装置，包括试样室（13），温度梯度控制装置以及温度和含水量采集装置，其特征在于：所述试样室（13）由内套筒（6）、外套筒（7）、中间夹层、上盖板（18）和下盖板（1）构成，在内套筒（6）与外套筒（7）的侧面开有竖直均布的5个圆孔（23），圆孔（23）内插有温度水分传感器探头（11）。由螺栓（12）将内套筒（6）、外套筒（7）与上盖板（18）和下盖板（1）紧密连接成一体；所述温度梯度控制装置包括下端高温水浴箱（26）、上端低温水浴箱（15）、放置于试样室（13）内部的上下加热室（2）、置于试样（10）两端的上下传热板（4）以及全密闭循环管道（24），所述温度和含水量采集装置采用土体水分温度测试装置，包括传感器探头（11）和数据采集装置；下端高温水浴箱(26)、上端低温水浴箱(15)采用温度控制器设定预期目标温度。下端高温水浴箱（26）、上端低温水浴箱（15）中的全密闭循环管道（24）上设有循环水泵（20）。

2.根据权利要求1所述的土体温度梯度水分移动试验装置，其特征在于：所述试样室（13）的内套筒（6）和外套筒（7）均为有机玻璃材料，内套筒（6）与外套筒（7）之间的中间夹层为隔热保温材料（8）；内套筒（6）内径为50mm±0.1mm，外径为66mm±0.1mm，高度为150mm±0.1mm，壁厚为8mm±0.2mm；外套筒（7）内径为84mm±0.1mm，外径为100mm±0.1mm，高度为150mm±0.1mm，壁厚为8mm±0.2mm；在内套筒（6）内壁距上下端面15mm±0.1mm处有一环形凹槽（17），用来固定传热板（4）；该凹槽（17）的半径为1mm±0.1mm；在内套筒（6）与外套筒（7）的侧面分别开有一竖排5个圆孔（23），直径为5mm±0.1mm，圆心距底部距离依次为27mm±0.1mm，50mm±0.1mm，75mm±0.1mm，100mm±0.1mm，123mm±0.1mm，用来插入温度水分传感器探头（11）；在内套筒（6）内侧5个圆孔（23）周围开有长方形槽(25)，宽度为20mm±1mm，高度为106mm±1mm，深度为3mm±0.1mm；该方形槽（25）中放置橡胶垫(9)，该橡胶垫(9)上预开5个小孔与内套筒(6)侧面的竖排5个圆孔（23）匹配；在内套筒(6)与外套筒(7)的竖排5个圆孔（23）处塞橡木塞(19)，外径为5mm±0.1mm，深度为25mm±1mm，橡木塞(19)中间设孔，孔的直径与温度水分传感器(11)尺寸相匹配，为3mm±0.1mm。

3.根据权利要求1所述的土体温度梯度水分移动试验装置，其特征在于：所述试样室(13)内套筒(6)与外套筒(7)的上下两侧的上盖板(18)和下盖板(1)为圆环状，上盖板(18)和下盖板(1)外径为110mm±1mm，圆环直径为30mm±0.5mm，上盖板(18)的下表面和下盖板(1)的上表面设有内外两圈凹槽(27、28)，内套筒(6)与外套筒(7)安装固定嵌入在上盖板(18)和下盖板(1)的内外凹槽(27、28)中；内外凹槽(27、28)下凹深度为5mm±0.1mm，内凹槽（28）的内径与内套筒(6)的内径匹配，为50mm±1mm，外凹槽（27）的内径与外套筒(7)的内径匹配，为84mm±1mm；上盖板(18)和下盖板(1)高度为45mm；沿上盖板(18)圆周方向平均设置3个通孔(16)，通孔(16)圆心距上盖板(18)外缘18mm±0.5mm，通孔(16)无螺纹，直径为6mm±0.1mm；沿下盖板(1)圆周方向平均设置3个沉孔(3)，沉孔(3)圆心距下盖板(1)外缘18mm±0.5mm；沉孔(3)带有内螺纹，直径为6mm±0.1mm，深度为15mm±0.2mm；螺栓(12)穿过上盖板(18)的通孔(16)旋入下盖板(1)的沉孔(3)，将上盖板（18）和下盖板（1）将内套筒（6）和外套筒（7）紧密箍住；螺栓（12）采用外六角螺栓，其螺杆直径为6mm±0.1mm，螺杆高度为195mm±1mm，其螺帽外径为9mm±0.2mm，螺帽的高度为5mm±0.1mm。

4.根据权利要求1所述的土体温度梯度水分移动试验装置，其特征在于：所述上下加热室（2）为不锈钢容器，分别置于试样（10）两侧，高度为30mm±0.2mm，底面直径为46mm±0.1mm；密闭循环管道（24）为不锈钢材料，管路直径为2mm±0.1mm；水分温度传感器（11）穿过内套筒(6)和外套筒(7)侧面的圆形小孔(23)，插入试样室(13)内的试样(10)；圆形小孔（23）直径为5mm，传感器（11）不锈钢探头入土深度为25mm±0.5mm，直径为3mm±0.1mm；传热板(4)为不锈钢材料，置于试样(10)两侧，直径为50mm±1mm，高度为20mm±0.5mm；在传热板(4)中间位置设有一环形凹槽(17)，该凹槽半径为1mm±0.1mm，用来放置橡皮圈(5)，橡皮圈(5)半径与传热板(4)的环形凹槽(17)与内套筒(6)内壁的环形凹槽(17)匹配，为1mm±0.1mm。