[发明专利]一种非饱和路基土冻融循环模型试验系统

说明书

本发明的一种非饱和路基土冻融循环模型试验系统涉及一种冻融循环试验装置，目的是为了克服现有冻融循环试验装置不能够真实准确地反映实际冻融循环过程中温度、水分及荷载的综合影响的问题，装置包括试验仓、控制系统和数据采集系统，试验仓包括套筒、保温体和透水部；套筒内装载有试件，侧壁密封包裹有保温体，底部设置有透水部；控制系统包括温度控制系统、水分控制系统和荷载控制系统；温度控制系统包括控温室、上控温盘和下控温盘；控温室罩设于试验仓外部；上控温盘和下控温盘分别设于套筒顶部和底部；水分控制系统通过补水管与试件的底部连通；荷载控制系统设于套筒的顶部；数据采集系统包括温度采集系统、水分采集系统和位移采集系统。

技术领域

本发明涉及一种冻融循环试验装置，具体涉及一种测量非饱和土的水、热、力参数的 冻融循环试验装置。

背景技术

我国季节性冻土地区分布广泛，面积达513.7万km2，占全国总面积53.5％，遍及我国中、北部10余个省市。周期性的冻结和融化作用是引发路基土水分迁移的主要因素。 水分迁移会改变路基土的非饱和状态，使土体强度下降，稳定性降低，甚至出现冻胀现象， 严重影响着路基工程的使用性能，是国内外学者关注的热门工程问题。路基土中的水分由 土体势能高的位置流向土体势能低的位置流动。在土体冻结过程中，冻结区域附近的水分 向冻结锋面附近移动；在融化过程中，已融化区域的水分同样存在着向未融化层迁移的现象。故在连续的冻结、融化作用下，土体内部存在着明显的水分迁移、积聚现象。这类反 复的水分迁移作用，改变了土体内部构造，减小了路基强度、稳定性。当水分积累到一定 程度时，路基甚至会出现冻胀现象。道路工程由于沿线跨度长、直接暴露于自然环境中， 成为了水分迁移影响的主要工程之一。特别是位于季节性冻土区的道路工程，在反复的冻 结和融化作用下，路基中水分迁移现象明显，含水量增大，严重影响着道路的使用性能和 使用寿命。这类在冻结、融化循环作用下由路基中水分迁移引发的病害，受地下水位、温 度等外部因素的影响较大，表现出“久治不愈”、“年年治理、年年冻胀”的现象。所以， 如何处理好新路建设以及旧路维修、改扩建过程中路基土中水分迁移问题，是目前道路工 程中急需解决的问题之一。