[发明专利]一种考虑降雨过程的冻土融化固结试验装置

说明书

一种考虑降雨过程的冻土融化固结试验装置。其包括水浴循环接头、传热补水固结加载板、渗水通路、孔隙水压传感器、透水板、土样环、固结侧壁、温度传感器、排水管、位移传感器、位移传感器支架、加压杠杆连接头、传荷杆、单向轴承、补水控制阀门、补水管路、水浴循环回水管路、补水温度循环控制阀门、水浴循环供水管路、加载板温度控制器、补水温度控制器、循环水泵、加热水箱、补水温控循环回水管路和量筒；本发明效果：兼具传热融化、荷载传递、可控温度水分补充功能，以满足升温与降水耦合影响的冻土融化压缩过程的研究需要，从而为高降雨量地区冻土场地工程建设与病害预防提供参考。

技术领域

本发明属于岩土工程试验技术领域，具体涉及一种考虑降雨过程的冻土融化固结试验装置。

背景技术

冻土是一种结构非常复杂的多相体系，由矿物颗粒、冰、未冻水和气体组成，其性质与一般土有很大的差别。全球多年冻土面积约占全球陆地面积的25％，若包括季节冻土区，占比高达50％。我国的多年冻土面积约215万平方公里，占国土面积22.3％，因此不可避免面临在冻土层上修建建筑物、公路以及各种构造物的问题。由于冻土的特殊性，在环境改变条件下，其极易发生冻胀、融沉等病害，从而对道路、工业与民用建筑、水工建筑物的工程安全产生威胁。冻土在融化过程中，将因为自重作用而发生下沉现象，称为融沉。而近年来，由于人类的种种行为，使得自然环境变迁较快，全球气温呈上升趋势，越来越多的多年冻土处于逐渐消退的过程。此外，研究表明，降雨对冻土的融沉特性具有较大影响，使得高降雨量区冻土工程的建设及运营维护受到了更大的威胁。因此，需通过试验的手段测定相关参数，用科学的手段探寻考虑升温及雨水下渗耦合作用下的冻土融化变形规律，为实际工程提供参考依据。

冻土融化压缩试验是测定冻土在融化过程中的融沉系数和融化压缩系数的重要手段，而现有实验是通过先升温融化，再利用固结仪进行试验，分析数据得出上述两个系数。传统融化固结装置通过对融化后土试样施加轴向压力，主要用于测定土试样的融化变形、轴向变形与压力的关系，无法对融化时程进行精细化分析，也无法在冻土融化固结试验过程中模拟降雨等因素的影响。然而，冻土区的有关调查研究显示，在降雨入渗的影响下，冻土含水率发生变化，尤其是在高应力作用下冻土其本身的渗透性的变化，都会改变冻土的融化特性，使得修建在冻土区的建筑物、道路等在降雨后发生变形破坏。

目前尚无考虑不同降水量条件下的冻土融化固结试验装置，因此亟需对其进行研发，以得出不同地区不同冻土并且结合实际降雨影响带来的融沉规律，为高降水量地区的冻土工程建设提供理论依据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种考虑降雨过程的冻土融化固结试验装置。