[发明专利]一种冻土退化条件下水理特征模拟装置及测试方法

权利要求书

1.一种冻土退化条件下水理特征模拟装置，其特征在于，包括支撑机构、实验机构、控温机构、监测机构，支撑机构上端安装有实验机构，实验机构外部设置有控温机构，实验机构内设置有监测机构；

实验机构包括密封箱、出水管、进水管，密封箱进水端设置有进水管，密封箱出水端设置有出水管，密封箱内部填充有冻土；

控温机构包括第一控温箱、第二控温箱、连接管、第一循环泵，第一控温箱设置在密封箱前端，第二控温箱设置在密封箱后端，第一控温箱、第二控温箱内部均设置有传输管，第二控温箱相对于密封箱内部设置有导温管，导温管贯穿密封箱，第一控温箱、第二控温箱下端均安装有连接管，一端连接管下端连接有第一循环泵，第一循环泵下端连接有电热箱，另一端连接管下端连接有第二循环泵，第二循环泵下端设置有制冷箱，温度传感器安装在密封箱内部；

监测机构包括CT扫描仪、透水石、流量传感器，CT扫描仪设置在密封箱中部外围，两个透水石分别设置在密封箱内部两端，透水石和出水管、进水管之间均设置有流量传感器；

支撑机构包括底座、万向轮、工作台、处理器，底座下端安装有万向轮，底座上端安装有工作台，工作台上端安装有处理器，密封箱为非金属的增强尼龙制品，便于扫描，所述密封箱和工作台均通过螺栓连接所述底座，工作台起承载作用；进水管、出水管通过螺纹连接密封箱，通过螺纹连接保证了密封性；第二控温箱通过螺纹连接导温管，导温管滑动连接密封箱，密封箱和导温管之间设置有密封圈，导温管起控温作用，深入到密封箱后，提高控温效果，并且滑动连接，可以方便后期冻土的铲除；电热箱内部充满导温油，且底部有用于加热的电热丝，电热箱起升温作用，利用循环导温油提高控温效果以及避免水垢；制冷箱内部充满导温油，且底部有用于制冷的制冷机，制冷箱起降温作用，利用循环导温油提高控温效果以及避免水垢；CT扫描仪通过卡扣连接密封箱，且密封箱上成型有配合槽，CT扫描仪起扫描监测作用；透水石和密封箱之间设置有密封垫，流量传感器通过螺纹连接出水管、进水管；

其使用时包括以下步骤：

a、先将导温管插进密封箱内部，将需要检测的冻土填充到密封箱内部，关闭密封箱盖子；

b、启动CT扫描仪对渗透效果进行检测，同时通过启动第一循环泵或第二循环泵对密封箱内部的冻土进行控温；

c、启动外部供水装置，将10％的乙二醇溶液或者防冻液水溶剂通过进水管先通过流量传感器和透水石传输到密封箱内部；同时启动流量传感器，监测流量变化，通过流量计算冻土渗透系数；

d、同时利用温度传感器对温度进行记录和反馈，开展连续控温变化条件下的微结构扫描记录与渗透试验，考察不同温度条件下多年冻土层微观结构与渗透系数的改变情况，根据测试液体的粘度系数折算成水的渗透性；

e、通过上述连续监测数据，建立温度、冻土微结构、渗透系数的定量模型关系，此模型可以用于冻土退化条件下地下水循环转化的数值模拟，为冻土水源涵养与生态修复提供支撑。