本实用新型专利技术公开了一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，包括装置主体、感应系统、温控系统、加载系统、数据采集系统和收集系统，感应系统设置于装置主体的内部，感应系统包括水压传感器、气压传感器、温度传感器和含水率传感器，各传感器分别和数据采集系统连接；温控系统能够对土体材料进行加热；加载系统能够向土体材料施加压力；收集系统包括气体收集机构和液体收集机构，气体收集机构能够收集装置主体内部土体材料产生的气体，液体收集机构能够收集装置主体内部土体材料的液体。本实用新型专利技术公开的一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，可以在不同温度不同荷载下，实时获得土体的液、气、位移变化。变化。变化。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置
[0001]本技术涉及环境土工
，尤其涉及一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置。
技术介绍
[0002]环境土工的研究对象区别于传统岩土体，除了土体的固、液、气三相物质外，还包括土体中的生化物质，着重研究生化物质在土体中运移、生化反应及其引起的土体工程特性变化及效应。
[0003]所考虑的土中物质变化和运动可分为三类：(1)生化反应，在此过程中一个或一个以上物质经由生化反应转化为不同于原物质的产物，涉及原物质的消耗和新物质的产生；(2)物理变化，在此过程中物质存在形式(即固态、液态和气态)产生转变，同时包括固相物质吸附液相溶质以及液相溶质和气体组分在孔隙水与孔隙气中扩散；(3)机械运动，在此过程中物质在力的作用下相对于参照时间和参照构形运动，即土体中三相物质在力的作用下(而产生的宏观机械运动(骨架变形、水气运移和溶质迁移)。土体中生化反应、物理变化和机械运动之间的耦合作用是环境土工的关键科学问题。
[0004]我国一些地区温度随季节变化很大，昼夜温差大，冬季土体温度甚至会达到零下几十度，土体中的水随温度改变会发生相变，进而影响土体的工程特性。同样地，土体的上覆荷载发生变化时，土体中的三相物质都会发生变化，液气发生运移，土骨架可能会发生变形，进而影响土体的过程特性。
[0005]因此，在不同温度不同荷载作用下，对土体工程特性的测试是非常重要的，但现阶段的研究中，在不同温度不同荷载作用下土体工程特性测试尚未有人涉及。
技术内容
[0006]本技术公开了一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，解决了现有技术中在不同温度不同荷载作用下土体中的液、气、位移都会发生变化，不便于实现对土体工程特性的实时测试。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，包括装置主体、感应系统、温控系统、加载系统、数据采集系统和收集系统，
[0008]所述装置主体设置有能够盛放土体材料的空腔，所述感应系统设置于装置主体的内部，所述感应系统包括水压传感器、气压传感器、温度传感器和含水率传感器，各传感器分别和所述数据采集系统连接；
[0009]所述温控系统能够对土体材料进行加热，所述温控系统与所述数据采集系统连接，土体材料的温度通过所述温度传感器传递至数据采集系统；
[0010]所述加载系统能够向土体材料施加压力，所述加载系统与所述数据采集系统连接，通过数据采集系统控制加载系统提供可调节大小的恒压；
[0011]所述收集系统包括气体收集机构和液体收集机构，所述气体收集机构能够收集装置主体内部土体材料产生的气体，所述液体收集机构能够收集装置主体内部土体材料的液体。
[0012]进一步地，所述装置主体的内部设置有导排结构，所述导排结构分别设置于土体材料的上下两侧；所述导排结构包括碎石层和设置于碎石层上下两侧的隔离层。
[0013]进一步地，所述温控系统包括依次套设于装置主体外壁的加热毯和保温棉，所述加热毯和数据采集系统连接。
[0014]进一步地，所述加载系统包括固设于装置主体外部的安装架、固设于安装架上的气缸、固设于气缸活塞杆的盖板、空压机和位移传感器，所述空压机能够驱动气缸向土体材料施加压力，所述空压机与所述数据采集系统连接；所述位移传感器能够监测盖板的位移量，所述位移传感器与数据采集系统连接；所述盖板上开设有出气孔，所述出气孔连通气体收集机构和装置主体的内部。
[0015]进一步地，所述盖板和装置主体的接触面上设置有橡胶圈。
[0016]进一步地，所述气体收集机构包括集气袋和排气管，装置主体内部的气体能够通过所述排气管输入集气袋。
[0017]进一步地，所述液体收集机构包括滤液收集箱，所述装置主体的底部开设有排液孔，所述排液孔处设置有水管，所述水管能够将液体输入滤液收集箱。
[0018]进一步地，所述滤液收集的外壁设置有水位刻度计。
[0019]进一步地，所述装置主体采用亚克力材质制成，所述装置主体的侧壁开设有取样孔，所述装置主体上设置有用于封堵取样孔的堵头。
[0020]进一步地，所述装置主体的外部设置有扶手。
[0021]本技术公开的一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置的有益效果：
[0022]在向装置主体中装入土体材料的过程中，将传感器同步安装至装置主体内部通过数据采集系统控制加载系统向土体材料施加的压力，待土体材料被压到稳定状态时，通过数据采集系统控制温控系统进行加热，使得土体材料的温度上升，当温度到目标温度时，将温控系统调整为保温模式，此时各传感器能够将不同位置处的温度、压力、含水率等数据传回数据采集系统，数据采集系统能够利用电脑中土体工程特性软件对传回的数据进行分析；通过数据采集系统将温控系统的加热温度进行调整，实现在不同温度、不同荷载下土体材料的特性的观测，通过设置收集系统实现对土体材料在生化降解反应过程中产生的气体和液体，对土体材料产生的气体和液体进行收集和分析，进而，可以在不同温度不同荷载下，实时获得土体的液、气、位移变化。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本技术公开的模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置的整
体结构示意图；
[0025]图2为本技术公开的模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置中水压传感器、气压传感器、温度传感器、含水率传感器与筒体之间的位置关系示意图；
[0026]图3为本技术公开的模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置的俯视图；
[0027]图4为本技术公开的模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置中筒体内部土体、导排结构之间的位置关系示意图；
[0028]图5为本技术公开的模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置中数据采集系统的界面数据分析图。
[0029]图中：1、装置主体；11、底座；12、筒体；21、水压传感器；22、气压传感器；23、温度传感器；24、含水率传感器；3、温控系统；41、安装架；42、气缸；43、盖板；44、空压机；441、出气管；45、位移传感器；5、数据采集系统；6、气体收集机构；61、集气袋；62、排气管；63、气阀；7、液体收集机构；71、滤液收集箱；711、水位刻度计；72、水管；73、阀门；8、导排结构；81、碎石层；82、隔离层；9、线路；10、螺栓；20、扶手；30、堵头；40、钢管；50、土体材料。
具体实施方式
[0030]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，其特征在于，包括装置主体(1)、感应系统、温控系统(3)、加载系统、数据采集系统(5)和收集系统，所述装置主体(1)设置有能够盛放土体材料(50)的空腔，所述感应系统设置于装置主体(1)的内部，所述感应系统包括水压传感器(21)、气压传感器(22)、温度传感器(23)和含水率传感器(24)，各传感器分别和所述数据采集系统(5)连接；所述温控系统(3)能够对土体材料(50)进行加热，所述温控系统(3)与所述数据采集系统(5)连接，土体材料(50)的温度通过所述温度传感器(23)传递至数据采集系统(5)；所述加载系统能够向土体材料(50)施加压力，所述加载系统与所述数据采集系统(5)连接，通过数据采集系统(5)控制加载系统提供可调节大小的恒压；所述收集系统包括气体收集机构(6)和液体收集机构(7)，所述气体收集机构(6)能够收集装置主体(1)内部土体材料(50)产生的气体，所述液体收集机构(7)能够收集装置主体(1)内部土体材料(50)的液体。2.根据权利要求1所述的一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，其特征在于，所述装置主体(1)的内部设置有导排结构(8)，所述导排结构(8)分别设置于土体材料(50)的上下两侧；所述导排结构(8)包括碎石层(81)和设置于碎石层(81)上下两侧的隔离层(82)。3.根据权利要求1所述的一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，其特征在于，所述温控系统(3)包括依次套设于装置主体(1)外壁的加热毯和保温棉，所述加热毯和数据采集系统(5)连接。4.根据权利要求1所述的一种模拟温度与荷载耦合作用的土体工程特性测试装置，其特征在于，所述加载系统包括固设于装置主体(1)外部的安装架(41)、固设于安装架(41)上的气...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海龙，季淑宇，吕灏，崔春义，张鹏，王坤鹏，汪承志，涂兵雄，刘方，苏健，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：新型
国别省市：
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