[实用新型]一种标准击实下土体冻胀参数的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于寒区土体特性检测技术领域，尤其涉及一种标准击实下土体冻胀参数的测试装置，研究路基冻胀翻浆机理及防治措施。

背景技术

寒区道路工程中出现的冻胀机理是路基土中水及水的迁移积聚冻结引起土体中水分重新分布，并平行于冻结界面而形成数层冻层，局部地段尚有冰透镜体或冰块，挤压土体，体积增大而产生路基隆起现象；而翻浆机理是由于春季温度上升使地表冰层融化较早，而下层尚未解冻时，融化层的水分无法向下消散，导致浅层土体含水量增大而出现软化，强度显著降低，由车辆动荷载反复作用下，从而出现翻浆现象。随着我国国民经济的发展，全国交通运输量与日俱增，更加剧寒区道路翻浆的问题。

当前对于处理路基冻胀翻浆问题的解决尚未形成有效统一的方法。为解决冻胀翻浆问题，不少专业人士尝试采用各种试验方法研究冻胀机理，包括现场试验和室内试验，鉴于现场试验周期较长、费用较高，一般不采用。而室内试验仅从冻胀量测试的角度出发研究冻胀机理，有很大的局限性。

实用新型内容

针对上述缺陷或不足，本实用新型提供了一种下标准击实下土体冻胀参数的测试装置，能够测试土体冻胀率、水分迁移以及温度传递规律。

为达到以上目的，被实用新型的技术方案为：

一种标准击实下土体冻胀参数的测试装置，包括测试系统、数据采集系统，以及制冷系统；

测试系统包括开设有若干孔的钢底板，钢底板上设置有可分离式铁筒，可分离式铁筒外围设置有机玻璃筒，可分离式铁筒中放置标准击实的土样；可分离式铁筒的顶端套设有套环，且套环的顶端与有机玻璃筒卡合，钢底板、有机玻璃筒以及套环通过紧固装置锁紧；

数据采集系统包括设置于土样中的若干水分温度传感器，水分温度传感器上连接有水分温度数据采集器，土样上方架设有横梁，横梁上安装有第一、第二位移传感器，第一、第二位移传感器上连接有位移数据采集器，水分温度数据采集器和位移数据采集器连接于主控计算机上；

制冷系统包括盘绕于有机玻璃筒内壁上的铜管，铜管的入口与出口分别通过第一、第二塑料软管与循环制冷仪器相连接。

所述紧固装置包括安装于有机玻璃筒两端的第一螺旋杆和第二螺旋杆，第一螺旋杆和第二螺旋杆结构相同，其中，第一螺旋杆的一端安装于钢底板上，另一端与套环连接于套环边缘，通过螺母将套环和钢底板锁紧。

所述第一、第二位移传感器沿土样表面直径对称安装。

所述横梁上安装有千分表，千分表安装于第一、第二位移传感器之间。

所述可分离式铁筒由第一半圆柱铁筒与第二半圆柱铁筒无缝对接而成。

所述钢底板上开设有内外两道环槽，第一、第二半圆柱铁筒、机玻璃筒分别嵌于内外两道环槽，第一、第二半圆柱铁筒实现无缝对接。

所述土样中设置有五个水分温度传感器，土样内部自上而下等差排布有第一、第二、第三、第四、第五水分温度传感器且相邻两个水分温度传感器间隔错开布置。

所述有机玻璃筒外设置有保温棉。

与现有技术像比较，本实用新型的有益效果为:

本实用新型提供了一种标准击实下土体冻胀率、水分迁移及温度传递的测试装置，通过在测试系统中的钢底板上设置盛放土样的可分离式铁筒，在可分离式铁筒中分层倒入待检测土样，并且放置水分温度传感器和位移传感器，根据实际工况设置有无荷载、有无水源补充；设定温度进行若干冻融循环并采集数据；结束后保持冻结状态取出完整非扰动的土样，观察表面及剖开后的冻结纹理，总结水分迁移、温度传递规律，对比每个冻融循环下同一冻结温度下冻胀率变化规律。该装置拆装简单，测试过程方便，数据结果更加直观、稳定、准确。

进一步的，本实用新型装置的主体框架能快速组装与拆卸取样，钢铁筒两部分嵌于钢底板上的内环槽，顶部以套环套牢，套环外搭于有机有机玻璃筒上沿，即可组装成结实的主体框架。

进一步的，本实用新型中的循环制冷系统，制冷仪器制备设定温度下的工业酒精，由塑料软管输送进入导热性良好的铜管道，再经由塑料软管流回制冷仪器，组成一个简单、实用的循环制冷系统，结构简单，有效。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置的主视图；

图3是本实用新型装置的侧视图；

图4是本实用新型装置的俯视图。