[发明专利]多功能冻土复杂边界融沉系数测定仪

权利要求书

1.冻土融沉实验装置主要包括加载装置、数据采集系统、制冷系统、热循环系统和取样装置。

A、加载系统：包括加载装置底板、重锤、杠杆、加载支撑柱和砝码。具有以下功能：通过将砝码加在杠杆上，调平杠杆，可以将规定的压力一瞬间施加在传压导热板上，使试样垂直地瞬间受到规定的压力。

B、数据采集系统：包括计算机、温度传感器、位移计。具有以下功能：可以通过计算机实时记录土体温度、试样高度的变化过程，并绘制成曲线观察变化趋势。

C、制冷系统：包括循环系统、下透水板、外箱体1。具有以下功能：在外箱体1中将制冷剂(酒精)降温至指定温度并保持恒温，然后将酒精通过在下透水板中的导热板，使土体降温达到冷冻的目的。

D、热循环系统：包括传压导热板、外箱体2。具有以下功能：在外箱体2中将水加热，然后通过胶管将热水放入传压导热板中存水的地方，再通过水泵在出口处一直抽水，使水循环起来，达到冻土融化的目的。

E、取样装置：包括钻架与钻具。具有以下功能：将试样环放入钻具中，取样，使试样环内壁与试样紧密接触。

2.根据权利要求书所述的外箱体1，其特征在于：实验者能够操控控制系统使制冷剂(酒精)的温度降低至指定温度，并能够控制制冷剂在制冷系统中循环，使冻土在原处环境温度中冻胀，提高试验的精度。

3.根据权利要求书所述的外箱体2，其特征在于：实验者能够操控控制系统使水加热至40～50℃，然后使热水在热循环系统中循环，使冻土融沉。

4.根据权利要求书所述的温度传感器，其特征在于：温度传感器在负温与高温环境下均能正常工作，并且温度采集仪的测量精度不大于0.01℃。

5.根据权利要求书所述的位移计，其特征在于：由于试验试样先冻胀后融沉，标准为在2h内高度变化不超过0.05mm，所以要求位移计的测量精度位0.01毫米，并且能够记录高度先增加后减小的变化过程。

6.根据权利要求书所述的传压导热板、导热板，其特征在于：为了提高冻土在冻胀与融沉时的效率，应使用导热性能良好的金属材料制作。

7.根据权利要求书所述的试样环，其特征在于：为了保证冻胀时是自下而上的，融沉时是自上而下的变化过程，试样环应采用有机玻璃或其他导热性能低的金属材料制作。为了减小加压时试样环与试样之间的摩擦，试样环内壁应与试样紧密接触。

8.根据权利要求书所述的计算机，其特征在于能通过各类数据线与温度传感器和位移计连接，并实时接收各传感器与位移计的数据信号，再通过计算机对实验数据进行处理，得到融沉系数。

9.根据权利要求书所述的钻具，其特征在于：其内壁应与试样环外壁紧密接触，并且取样时保证试样上下两端不会融化。

10.根据权利要求书所述的加载系统，其特征在于：能够在一瞬间施加规定的压力，并且使试样垂直、瞬间受到压力，并且没有受到冲击力。