[发明专利]一种冻结力测定试验装置及其测定方法

权利要求书

1.一种冻结力测定试验装置，包括钢管模型桩(2)、土样试模(3)、液压土样压制器(19)、有机玻璃恒温保温罩(9)、有机玻璃保温隔热板(8)、加载托架(6)、竖向位移传递板(10)、数字采集仪(15)、热电偶温度传感器(16)、压力传感器(17)、竖向位移传感器(18)，其特征在于所述钢管模型桩(2)插入土样试模(3)并穿过土样试模底盖(5)及土样试模顶盖(4)中心孔；所述液压土样压制器(19)由液压土样压制器反力架(25)、手动双作用液压油泵(22)、双作用千斤顶(23)、压土板(24)构成，液压土样压制器反力架(25)为四根不锈钢螺栓支撑液压土样压制器底板(20)和液压土样压制器顶板(21)形成框架，手动双作用液压油泵(22)置于液压土样压制器顶板上部，双作用千斤顶(23)置于液压土样压制器顶板下部，手动双作用液压油泵(22)与双作用千斤顶(23)通过液压油管连通，压土板由环形不锈钢板和中空不锈钢管组合焊接而成，并通过中空不锈钢管上端的内丝连接头固定于双作用千斤顶的顶升端；所述有机玻璃恒温保温罩(9)由三层有机玻璃圆桶中空层内充填制冷剂和发泡材料构成，有机玻璃恒温保温罩(9)开口朝下罩住土样试模(3)并使有机玻璃恒温保温罩(9)开口与有机玻璃保温隔热板(8)顶面紧密接触；所述有机玻璃保温隔热板(8)置于加载托架(6)顶面并使有机玻璃保温隔热板中心孔与加载托架顶面中心孔位置重合，土样试模(3)置于有机玻璃保温隔热板(8)顶面中心位置；所述加载托架(6)由支承圆管内焊接上底板、中隔板和下底板构成，加载托架(6)支承土样试模(3)并使钢管模型桩(2)下端从其中心孔穿过；所述竖向位移传递板(10)由圆管和翼板构成，圆管为不锈钢管，不锈钢管顶面加焊圆形不锈钢板作为上底，翼板对称焊接于圆管顶面两侧，并使翼板上表面与圆管顶面平齐，竖向位移传递板(10)套在钢管模型桩(2)顶端，竖向位移传感器(18)测量端支撑于竖向位移传递板(10)两侧翼板顶面；所述热电偶温度传感器(16)从钢管模型桩(2)温度传感器内侧放置孔穿入、在外侧放置孔中连接并焊接；所述压力传感器(17)置于竖向位移传递板(10)顶面并与钢管模型桩(2)中心位置重合；所述数字采集仪(15)通过导线分别连接热电偶温度传感器(16)、压力传感器(17)、竖向位移传感器(18)。

2.根据权利要求1所述的一种冻结力测定试验装置，其特征在于：所述钢管模型桩(2)外壁水平环向车削不同深度的直角凹痕模拟不同粗糙度的结构物，钢管模型桩(2)侧壁开设3个温度传感器放置孔，并使3个放置孔在径向和轴向三等分钢管模型桩(2)，所述热电偶温度传感器(16)从温度传感器放置孔内部穿出并使其焊接端与钢管模型桩(2)外侧表面齐平。

3.根据权利要求1所述的一种冻结力测定试验装置，其特征在于：所述液压土样压制器底板(20)中心开孔，压制土样时钢管模型桩(2)下端插入其中心孔，压土板的中空不锈钢管内径比钢管模型桩(2)外径大2mm，压制土样时钢管模型桩(2)上端插入压土板(24)中空不锈钢管内以使土样压制到位。

4.根据权利要求1所述的一种冻结力测定试验装置，其特征在于：所述有机玻璃恒温保温罩(9)为有上底、无下底的三层有机玻璃圆桶，上底面中心开设圆孔，其直径比竖向位移传递板(10)的圆管外径大1mm，三层有机玻璃恒温保温罩(9)内侧中空层注入多元丙烯酸多元醇聚合体制冷剂用以恒温，三层有机玻璃恒温保温罩(9)外侧中空层填充聚氨酯发泡材料用以保温。

5.根据权利要求1所述的一种冻结力测定试验装置，其特征在于：所述加载托架(6)上、下底板及中隔板中心分别开设圆孔，其直径比钢管模型桩(2)外径大1mm，加载托架下底板两侧对称加焊用作固定位移传感器支座(11)的矩形钢板，加载托架(6)支承圆管侧面对称开4个矩形观察孔，所述有机玻璃保温隔热板(8)置于加载托架(6)上底板中心位置。