[发明专利]冻胀实验装置

权利要求书

1.一种冻胀实验装置，其特征在于，包括：

用于装载岩土试样的试样容器(1)，所述试样容器上开设有冷端窗口以及常温端窗口，所述冷端窗口与所述常温端窗口相对设置，于所述冷端窗口上设置有冷端端盖(2)，于所述常温端窗口上设置有常温端端盖(3)；

冷冻系统，所述冷冻系统包括有用于提供冷量的冷冻机组(4)，所述冷冻机组包括有冷量释放管路(5)，所述冷量释放管路设置于所述冷端端盖上、用于冷量的释放；

冻结锋面迁移检测系统，所述冻结锋面迁移检测系统包括有电源(6)，所述电源包括有正极端以及负极端，所述正极端以及所述负极端分设于所述冷端端盖以及所述常温端端盖上、用于对所述冷端窗口以及所述常温端窗口处的岩土试样加载正极电流以及负极电流，与所述电源串联有电流表(7)、并联有电压表(8)；

还包括有常温系统；

所述常温系统包括有用于输出常温水流的水泵(9)，与所述水泵的出水口连接有常温水管，所述常温水管设置于所述常温端端盖上；

某一区域的岩土在自然状态下的电阻率ρ₂、在冻结状态下的电阻率ρ₁，ρ₁≠ρ₂，

由欧姆定律可知：

U＝I·(R₁+R₂)

而

推导出

在上述公式中，U、I可以通过所述电压表以及所述电流表进行测量，S是试样的横截面积，R₀为未冻结时试样的初始总电阻，U、I、ρ₁、ρ₂均为已知参数，

l₀是试样的全长，l₁是冻结区长度，l₂是未冻区长度；

通过上述公式，能够计算出l₁的长度变化，l₁的长度变化代表了冻结锋面的迁移。

2.根据权利要求1所述的冻胀实验装置，其特征在于，

所述正极端设置有正极垫片，所述正极垫片设置于所述冷端端盖或所述常温端端盖上；

所述负极端设置有负极垫片，所述负极垫片设置于所述常温端端盖或所述冷端端盖上。

3.根据权利要求1所述的冻胀实验装置，其特征在于，

所述电源为直流电源。

4.根据权利要求1所述的冻胀实验装置，其特征在于，

所述试样容器为横截面为规则形状的筒状结构。

5.根据权利要求4所述的冻胀实验装置，其特征在于，

所述冷量释放管路为螺旋状盘管结构设置于所述冷端端盖的内侧面上；

所述常温水管为螺旋状盘管结构设置于所述常温端端盖的内侧面上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的冻胀实验装置，其特征在于，

还包括有综合参数获取系统，所述综合参数获取系统包括有数据采集分析仪(10)；

所述综合参数获取系统还包括有用于获取岩土试样温度信息的温度信息获取组件，所述温度信息获取组件与所述数据采集分析仪信号连接、并设置于所述试样容器内。

7.根据权利要求6所述的冻胀实验装置，其特征在于，

所述综合参数获取系统还包括有用于获取岩土试样水分信息的水分信息获取组件，所述水分信息获取组件与所述数据采集分析仪信号连接、并设置于所述试样容器内。

8.根据权利要求7所述的冻胀实验装置，其特征在于，

所述综合参数获取系统还包括有用于获取岩土试样应力应变信息的应力应变信息获取组件，所述应力应变信息获取组件与所述数据采集分析仪信号连接、并设置于所述试样容器内。

9.根据权利要求8所述的冻胀实验装置，其特征在于，

所述温度信息获取组件、所述水分信息获取组件以及所述应力应变信息获取组件组成一个检测单元(11)；

于所述试样容器内、自所述冷端窗口指向所述常温端窗口设置有安装杆(12)，所述检测单元设置于所述安装杆上。