[发明专利]一种用于冻土试验的补水冻融装置及方法

权利要求书

1.一种用于冻土试验的补水冻融装置，主要由可控温的循环水浴箱及由循环管路连接的单向制冷装置，其特征是所述的水浴箱通过设定目标温度循环泵送防冻液通过制冷装置向与其接触的土层和试样制冷进行单向冻结，所述的补水土层放置于保温土箱中，所述的补水土箱内壁四周及底部均由有机玻璃板封装的挤塑聚苯板保温材料组成，所述的试验土样插入嵌固于补水土层中，且土层和试样的上部与制冷装置接触，所述的温度传感器和数据采集器，补水土层分5层分别按设计的密实度进行击实并每层埋置温度传感器，实时监测每层的温度变化，可准确模拟单向冻结和双向冻结。

2.根据权利要求1所述的一种用于冻土试验的补水冻融装置，其特征是：所述的可控温循环水浴箱可通过设定目标温度，对其进行冻结和融化，所述的试样插入嵌固于补水土层，其四周与顶部用保鲜膜包裹防止其周围土层对其进行补水，底部通过滤纸与补水土层直接接触，确保可以实现单向底部补水，完全复现了现场冻结补水方式，试样周围的土进行一定程度的击实但防止把试件挤压变形，试验土样及补水土层直接与上部制冷装置接触，更加准确地的模拟自然界季冻区实际的单向冻融过程。

3.根据权利要求1-2所述的一种用于冻土试验的补水冻融装置，其特征是所述的与可控温循环水浴箱连接的两个制冷热装置，通过设定目标温度，同时工作，配合温度传感器的使用，模拟多年冻土区的双向冻结-单向融化，更加准确地模拟自然界多年冻土区真实的冻融循环过程。

4.根据权利要求1-3所述的一种用于冻土试验的补水冻融装置，其特征是：所述的上顶板保温封装盖尺寸与保温土箱开口四周正好嵌固于一体，确保实现保温的最大效果，减少与外界的冷热交换。

5.根据权利要求1-4一种用于冻土试验的补水冻融方法，其基本步骤如下：首先将配好一定含水率的土分层进行设计的密实度击实，并每层埋置温度传感器，在达到一定高度后放置事先砸好的目标试验土样，四周和上部用保鲜膜包裹，底部通过滤纸直接与补水土层接触，并对土样周围土也进行一定程度击实，但要防止土样被周围土挤压破坏，最后让土样顶部和土层顶部与上部制冷装置直接接触，然后封装上顶板保温封装盖，开启上部可控温循环水浴箱，通过设定目标温度，模拟季冻区单向补水冻融循环；开启上下两个可控温循环水浴箱，模拟多年冻土区双向冻结-单向融化补水冻融循环。