[实用新型]一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，无压补水组件通过液体管道和下控温组件相连，下控温组件通过镶嵌与便携式试样筒相连，便携式试样筒通过嵌固与便携式金属块相连，便携式金属块通过螺纹与上控温组件相连；数据采集组件分别与无压补水组件、便携式试样筒、上控温组件连接。本实用新型使用了无压补水组件、下控温组件、便携式试样筒、便携式金属块及上控温组件，可以实现可变尺寸土体在补水条件下单向冻结，并且可以自动记录实验过程中土体温度、水分、压力、补水量及位移的变化。

技术领域

本实用新型涉及冻土试验技术领域，具体而言，涉及一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置。

背景技术

土体在冻结过程中，土体中水分冻结和盐分结晶，往往会产生冻胀位移，水分迁移的现象，这与冻结深度和冻结锋面的移动速率相关，涉及到水-热-力-位移四场动态耦合过程。我国冻土区分布广泛，随着我国经济的快速发展，在冻土区内的铁路、道路、水利、管道等工程建设不断推进，而冻土区内土体在发生冻结时会产生冻胀位移，可能会导致地下临近管道崩塌，建筑物隆起、开裂等一系列现象，因此关于饱和浸水土层冻结规律的研究尤为重要。

目前，已有的单向冻结装置大部分采用保温棉进行保温隔热，而包裹保温棉进行隔热，保温效果不好，且受人工操作影响大，对实验结果影响较大。传统单向冻结实验大部分是针对普通含水率土体进行冻结的实验装置，而针对研究补水条件下可变尺寸土体单向冻结的试验的研究，往往会出现制样缓慢、取样过程中对试样进行人为影响，而且由于传统单向冻结仪器上下控温尺寸固定，导致试样尺寸也不能改变，因此，研发一种保温隔热效果好并且在不需要取样就能快速制备饱和土样而且可以控制试样尺寸大小并能应用于单向冻结实验研究的装置显得尤为重要。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，旨在解决上述现有技术中针对传统土体单向冻结的试验存在制样困难、取样人工操作影响大、试样筒保温隔热效果差、试样尺寸固定等技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，其特征在于：包含无压补水组件(1)、下控温组件(2)、便携式试样筒(3)、便携式金属块(4)、上控温组件(5)以及数据采集组件(6)；

所述无压补水组件(1)通过液体管道与下控温组件(2)连接；

所述下控温组件(2)通过镶嵌与便携式试样筒(3)相连；

所述便携式试样筒(3)通过嵌固与便携式金属块(4)相连；

所述便携式金属块(4)通过螺纹旋转与上控温组件(5)相连；

所述数据采集组件(6)分别与所述无压补水组件(1)、便携式试样筒(3)以及上控温组件(5)连接。

所述无压补水组件(1)，包含马氏瓶出气管(11)、马氏瓶水位计(12)、马氏瓶进气管(13)、马氏瓶阀门(14)、马氏瓶补水管(15)及马氏瓶抽气孔(16)；

所述无压补水组件(1)通过液体管道与下控温组件(2)连接。

所述下控温组件(2)，包含第一冷却液入口(21)、第一冷却液出口(22)、补水通道(23)、补水及试样筒凹槽(24)、第一循环水浴箱(26)、第一温度控制器(27)及第一冷却液管(28)；

所述下控温组件(2)通过镶嵌与便携式试样筒(3)相连。

所述便携式试样筒(3)，包含温度探头(31)、水分探头(32)、抽气孔(33)、阀门(34)、压力传感器(35)以及真空层支撑件(36)；

所述便携式试样筒(3)通过嵌固与便携式金属块(4)相连。