[实用新型]土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪

说明书

技术领域

本实用新型属于土体性质测试领域，具体涉及一种土体冻胀率及融沉系 数联合测定试验仪。

背景技术

道路翻浆现象是季节性冻土区特有的现象，是公路最常见病害之一，发 生的频率范围都很大，影响较为严重，而冻胀是发生翻浆的主要原因，土体 的冻胀性用冻胀率来表征。

然而目前的土体性质测试有如下缺陷，一、国内的冻胀率试验与融沉系 数试验是分开做的，费时费力；二、常规方法适用于粘质土与砂质土，对于 粘质土与砂质土来说，试样盒可以用外径120mm、壁厚10mm、高100mm 的有机玻璃筒作为侧壁，但是对于粒径较大的土来说小了点；三、常规的冻 胀率试验没有测定土试样竖直方向的水分变化，只是测定的土试样不同高度 的温度变化，不能说明土体冻结过程中由于温度梯度而产生的水分迁移现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种土体冻胀率及融沉系数联合测定试验 仪，以克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型可以同时测定土体在有无 水源补充两种条件下的冻胀率以及融沉系数，而且还可以测定土体在冻胀过 程中的温度梯度变化与水分变化，可以说明水分随温度梯度变化的迁移规律。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

土体冻胀率及融沉系数联合测定试验仪，包括两端贯通的土体填装筒， 土体填装筒的两端分别设置有顶盖和底板，且顶盖和底板通过穿插设置在二 者上的螺纹杆以及与螺纹杆配合的螺母紧固，土体填装筒上连接有用于使土 体处于低温恒温状态的低温恒温系统，顶盖上设有用于检测土体位移的位移 传感器，土体填装筒上还穿插设有若干用于检测土体水分及温度的温湿度传 感器，所述的位移传感器和温湿度传感器分别通过位移数据采集器和水分温 度记录仪连接至主控计算机。

进一步地，低温恒温系统包括环绕设置在土体填装筒内侧的降温管以及 设置在土体填装筒外侧的低温恒温槽，降温管的入口端及出口端通过连接管 连接至低温恒温槽的出口端及入口端。

进一步地，土体填装筒为有机玻璃筒，降温管为铜管，连接管为橡胶管。

进一步地，顶盖上设有与土体填装筒顶端外沿相匹配的凹槽，底板上设 有与土体填装筒底端外沿相匹配的凹槽，顶盖上的凹槽内侧设有用于击实土 体的预留孔。

进一步地，底板上的凹槽内侧设有若干渗水孔，且底板的下侧设有用于 为土体补水的水桶。

进一步地，顶盖和底板通过两根螺纹杆与土体填装筒紧固在一起，且两 根螺纹杆对称分布在土体填装筒外侧。

进一步地，螺纹杆的上部固定有横梁，位移传感器的上端通过压板固定 在横梁上，下端穿过顶盖与设置在土体上侧的挡板接触。

进一步地，温湿度传感器沿土体填装筒的轴向设置成一列，且温湿度传 感器沿土体填装筒的径向穿插设置在土体中。

进一步地，土体填装筒的外侧设有保温棉。

进一步地，土体填装筒为圆柱形，其直径为30cm，高为90cm，壁厚为 1.5cm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型采用土体填装筒填装土壤，采用顶盖和底板以及螺纹杆和螺 母对土体填装筒固定，采用低温恒温系统保证土体的低温恒温状态，采用位 移传感器及温湿度传感器检测土体的位移数据及温湿度数据，主控计算机通 过所测数据即可计算土体冻胀率及融沉系数，本实用新型可以同时测定土体 在有无水源补充两种条件下的冻胀率以及融沉系数，使用方便，结构简单。

进一步地，低温恒温系统包括环绕设置在土体填装筒内侧的降温管以及 设置在土体填装筒外侧的低温恒温槽，低温恒温槽中可以设置低温液，经降 温管对土体进行低温恒温处理，保证了测试条件。

进一步地，顶盖和底板上设有与土体填装筒两端配合的凹槽，连接更加 紧固，另外在顶盖上的凹槽内侧设有预留孔，装入土体后可以采用标准击实 锤击实土体，提高检测精度。

进一步地，底板上的凹槽内侧设有若干渗水孔，且底板的下侧设有用于 为土体补水的水桶，可以测定土体在有水源补充条件下的冻胀率以及融沉系 数。

进一步地，将位移传感器通过设置在螺纹杆上的横梁固定，避免了位移 传感器自身移动造成的误差。