[发明专利]一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置，其特征在于，包括箱体(1)、箱盖(2)、压板(3)、拉环(4)、环形橡胶垫(5)、加热板(6)、温度传感器(7)、螺栓(8)；

所述箱体(1)采用绝热材料，外形及内部空间呈“T”字型，下部矩形空间存放试验土体，上部矩形管道容纳压板(3)，压板(3)在箱体(1)上部矩形管道中可上下移动；上部矩形管道内壁设置环形橡胶垫(5)，防止压板(3)上拔时将土体和水带出；

所述压板(3)在顶部均匀设有3个拉环(4)，可与拉拔测力装置相连，压板(3)底部有楔形头，土体升温时在压板(3)楔形头表面形成高强泥饼；

所述箱盖(2)布置在箱体(1)下部，通过左右两侧的螺栓(8)与箱体(1)固定或分离，向箱体(1)中装土时去除箱盖(2)，装土完毕后，箱盖(2)固定在箱体(1)上；

所述箱体(1)在下部矩形空间的左右两侧内壁上开设3层凹槽，凹槽内布置加热板(6)，对不同深度的土体进行加热，可以实现对土体精细化温度控制；所述加热板(6)由金属板及加热电阻丝共同组成，加热电阻丝布置在金属板在与箱体(1)接触的一侧表面上，呈S型布置，通过加热板(6)对试验土体进行加热；

所述箱体(1)在下部矩形空间的上侧内壁布置6个温度传感器(7)，位于上部矩形管道的左右两侧；所述箱盖(2)在内壁均匀布置7个温度传感器(7)；所述温度传感器(7)与外部数据采集装置相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过加热板(6)的加热速率控制和温度传感器(7)对不同位置温度测定的反馈，确定在土体中形成特定分布温度场，从而在土中形成了差异化水分迁移分布，在锥体表面形成不同厚度的水膜，在锥体周围土中形成了特定的含水率分布。

3.一种用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验方法，其特征在于，采用权利要求1-2任一项所述的用于模拟土体升温影响下土体与金属界面间黏附力测定的试验装置进行试验，具体步骤如下：

步骤1：将装置倒置固定在平台(9)上，在压板(3)顶部位置布置支撑块(10)进行支撑，使得压板(3)下部楔形头恰好插入箱体(1)下部矩形空间；

步骤2：向箱体(1)内填土，分层击实后将表面刮平，将箱盖(2)盖在箱体(1)上，并通过螺栓(8)进行固定；

步骤3：将装置正置，通过拉环(4)与拉拔测力装置连接，加热板(6)连入外部电源对土体加热，将温度传感器(7)与外部数据采集装置相连；

步骤4：通过温度传感器(7)观察土体温度变化，当土体温度达到t℃时，通过拉拔测力装置对压板(3)施加法向的拉力，记录压板(3)恰好被拉拔出土体时的拉拔力F，土体与压板界面间的黏附力值即为拉拔力F减去压板(3)的重量。