[发明专利]一种室内土壤火烧模拟试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种室内土壤火烧模拟试验装置，包括，控制器（39），其特征在于，

电阻炉（31）结构为：陶瓷外壳（36）呈顶部封口、底板上有开孔的圆筒形，且该底板开孔上覆盖固定有不锈钢网筛（32），该网筛上设置有一盘绕状电阻丝（33），电阻炉温度传感器探针（34）设置在电阻丝（33）中心位置处，该陶瓷外壳（36）内顶部安装有一个排热风扇（35），上述电阻丝（33）、电阻炉温度传感器探针（34）以及排热风扇（35）分别经导线（38）连接至所述控制器（39）；

三角支座（21）由三根斜向支脚固定在一个圆环下部组成；上述电阻炉（31）放置在三角支座（21）上面，电阻炉的陶瓷外壳的底板直径略大于三角支座顶部圆环外径；

用于盛装试验土芯（18）的机箱（11）结构为：两个相同的半圆筒的一侧采用至少两个合页（16）连接，另一侧采用锁扣（17）连接，两个半圆筒内壁上均固定有石棉隔热层（14），两个半圆筒上均有竖向预设矩形开口（13），且两个竖向预设矩形开口（13）的中线与整个圆筒的轴心线共面，可调底盘（15）位于圆筒内、并与圆筒内壁滑动配合，两根外伸螺丝（151）内端固定在可调底盘（15）侧面，外端分别从两个竖向预设矩形开口（13）中向外伸出、并经调节螺母（152）固定，上述一个半圆筒上或者两个半圆筒临近竖向预设矩形开口（13）位置处设置有标尺（131），上边一个半圆筒上按一定竖向间距设置有多个水平预设矩形开口（12），温度传感器探针（121）和湿度传感器探针（122）通过每一水平预设矩形开口（12）伸入置于机箱圆筒内置试验土芯（18）的中心位置处；

温度传感器探针（121）和湿度传感器探针（122）分别经导线与所述控制器（39）连接，上述机箱（11）放置在三角支座（21）下方。

2.根据权利要求1所述的一种室内土壤火烧模拟试验装置，其特征在于，所述电阻炉的陶瓷外壳（36）底板开孔直径不大于三角支座（21）顶部圆环内径，所述机箱（11）圆筒内直径略小于三角支座（21）顶部圆环内直径。

3.根据权利要求1所述的一种室内土壤火烧模拟试验装置，其特征在于，所述锁扣（17）结构为：所述机箱的两个半圆筒的另一侧上均固定有耳板，一个耳板上固定螺丝柱（171），另一耳板上有孔（172），两个半圆筒合拢后，螺丝柱穿过孔（172）并经螺母（173）固定。

4.根据权利要求1所述的一种室内土壤火烧模拟试验装置，其特征在于，所述电阻炉的陶瓷外壳（36）上固定有一中空把手（37），多根导线（38）外端与所述控制器（39）连接，内端穿过把手内腔与陶瓷外壳内的电阻丝，电阻炉温度传感器探针以及排热风扇连接。

5.根据权利要求1所述的一种室内土壤火烧模拟试验装置，其特征在于，所述机箱（11）圆筒的高度略低于三角支座（21）的高度。

6.根据权利要求1所述的一种室内土壤火烧模拟试验装置，其特征在于，所述控制器（39）还具有显示器，该显示器实时显示电阻炉和试验土芯的温度，以及显示试验土芯的湿度。

7.一种采用权利要求1～6任一权利要求所述火烧模拟试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、野外取样：使用内径、高度均略小于机箱圆筒内腔的环刀，在野外取得标准原状土样，即试验土芯；

S2、打开机箱锁扣，将野外取好的圆柱状试验土芯放入，后将可调底盘放于机箱圆筒内试验土芯底部，再将机箱合拢并用锁扣固定；转动调节螺母使可调底盘松动，之后移动可调底盘使土芯上表面与机箱圆筒上端面平齐；将温度传感器、湿度传感器等按照一定间距与深度要求放入机箱的水平预设矩形开口，检测系统准备就绪；

S3、将三角支座放于机箱上部，然后加热至预定实验温度的高温电阻炉放于三脚支座上，开启风扇，使其对土芯上表面进行加热烘烤，火烧模拟系统准备就绪，同时土壤火烧模拟试验开始计时；

S4、试验过程中，通过温度传感器与湿度传感器测得土体火烧过程中的温度与含水率变化；

S5、火烧至预设试验时间，关闭高温电阻炉并自然冷却土芯，拆除设备；

S6、旋转调节螺母使可调底盘与机箱连接松动，拖动可调底盘使土体向上移动，对应标尺刻度从机箱上部切割对应深度土样进行土工试验；

S7、改变高温电阻炉加热温度和加热持续时间，重复（S1-S6）可研究不同地表火烧温度、不同火烧持续时间下土壤性质的变化。