【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种试验装置，具体涉及一种土体冻结的试验装置，模拟渗流-压力-温度耦合作用下土体冻结过程。
技术介绍
1、土是由土颗粒、孔隙以及孔隙水组成的三相体，在低温条件下（0℃以下），土中水分会发生水-冰相变，使得土中部分水分冻结成冰，进而使得低温条件下土体由三相体变成四相体，冻结后的土体由土颗粒、孔隙、水和冰组成。冰相的引入显著改变了土体的物理力学性质，例如：土体中水分结冰后体积会发生膨胀，体积膨胀率约为9%，进而引起工程的冻胀问题，当温度升高，土体中的冰又会融化成水，此时膨胀消失，引起工程融沉问题。在冻土地区修建工程项目时常常会遇到由于冻土特殊的物理力学性质引起的工程灾害，例如：冻融循环引起的隧道渗水、地基出现冻胀融沉等，这些灾害给工程的修建及运营带来极大挑战，解决冻土地区工程灾害的关键是发现不同工况下土体的冻结机理。
2、不同的工程具有不同的工况，例如：水利条件、荷载条件、冻结条件，而不同工况下土体冻结的机理又不完全一致，因此，开展不同水头、压力、温度梯度耦合作用下土体冻结过程的试验具有重要作用。然而现有技术中，没有能够模拟不同水头、压力、温度梯度耦合作用下土体冻结过程的试验装置，本领域技术人员亟待解决该项技术空缺。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种土体冻结的试验装置，它在试验中能模拟不同水头、压力、温度梯度耦合作用下土体冻结过程，实时记录土体冻结过程中温度、湿度、孔隙水压力等特征参数数据，收集土体冻结过程中动态图像以及水分迁移数据，
2、本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括土样盛装器、制冷装置、加载装置、监测系统和控制处理器；土样盛装器置于加载装置框架内，土样盛装器内填充有土体，土体顶部与加载装置的加压板接触，加载装置上设有监测加压值的压力传感器；土样盛装器两端与制冷装置的冷液接触，土体内埋设温度传感器、土体湿度传感器和孔隙水压力传感器，各传感器引出后组合成监测系统，控制处理器电连接制冷装置、加载装置和监测系统。
3、本专利技术的技术效果是：
4、试验装置能模拟渗流-压力-温度耦合作用下土体冻结过程，并实时记录土体冻结过程中温度、湿度、孔隙水压力等特征参数的演化规律，收集土体冻结过程中动态图像以及水分迁移数据，在上述试验数据的基础上探明不同水头、压力、温度梯度耦合作用下土体的冻结机理，最终为冻土地区的工程建设提供理论支撑，减少工程灾害的发生。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种土体冻结的试验装置，其特征是：包括土样盛装器（4）、制冷装置（5）、加载装置（6）、监测系统（2）和控制处理器（1）；土样盛装器（4）置于加载装置（6）框架内，土样盛装器（4）内填充有土体（7），土体（7）顶部与加载装置（6）的加压板接触，加载装置（6）上设有监测加压值的压力传感器（22）；土样盛装器（4）两端与制冷装置（5）的冷液接触，土体（7）内埋设温度传感器（23）、土体湿度传感器（24）和孔隙水压力传感器（25），各传感器引出后组合成监测系统（2），控制处理器（1）电连接制冷装置（5）、加载装置（6）和监测系统（2）。
2.根据权利要求1所述的土体冻结的试验装置，其特征是：所述土样盛装器（4）包括土样槽（41）、毛细试管（42）和传感器安装卡板（43）；所述土样槽（41）为U型槽，一排毛细试管（42）安装在土样槽（41）一侧壁中部，毛细试管（42）底部与土样槽（41）侧壁接触处预留水流孔道，毛细试管（42）下方的土样槽（41）底侧设置有传感器安装卡板（43），传感器安装卡板（43）开设有一排传感器引线的穿线孔洞；土样槽（41）由钢化玻璃制成，土样槽（4
3.根据权利要求1或2所述的土体冻结的试验装置，其特征是：所述加载装置（6）包括反力框架（61）、千斤顶（62）、液压泵（63）和加压板（64），反力框架（61）为六面方形框，在土样槽（41）上方的液压泵（63）与千斤顶（62）连接，液压泵（63）向千斤顶（62）输入液压油，压力传感（22）安装在千斤顶（62）与反力框架（61）顶框之间，实时监测千斤顶压力数据，液压泵（63）底部连接加压板（64），加压板（64）盖压土样槽（41）内土体（7）上。
4.根据权利要求3所述的土体冻结的试验装置，其特征是：所述制冷装置（5）包含冷液盒（51），两个冷液盒（51）对应固定在土体（7）的两个端面，制冷装置（5）出液口与冷液盒（51）的入液口连接，制冷装置（5）的入液口与冷液盒（51）的出液口连接。
5.根据权利要求3所述的土体冻结的试验装置，其特征是：所述监测系统（2）包括多通道数据采集仪（21）、压力传感器（22）、温度传感器（23）、土体湿度传感器（24）和孔隙水压力传感器（25）；压力传感器（22）输出端与多通道数据采集仪（21）相连，温度传感器（23）、土体湿度传感器（24）、孔隙水压力传感器（25）的输出端与多通道数据采集仪（21）的输入接口连接，多通道数据采集仪（21）实时记录试验数据。
...【技术特征摘要】
1.一种土体冻结的试验装置，其特征是：包括土样盛装器（4）、制冷装置（5）、加载装置（6）、监测系统（2）和控制处理器（1）；土样盛装器（4）置于加载装置（6）框架内，土样盛装器（4）内填充有土体（7），土体（7）顶部与加载装置（6）的加压板接触，加载装置（6）上设有监测加压值的压力传感器（22）；土样盛装器（4）两端与制冷装置（5）的冷液接触，土体（7）内埋设温度传感器（23）、土体湿度传感器（24）和孔隙水压力传感器（25），各传感器引出后组合成监测系统（2），控制处理器（1）电连接制冷装置（5）、加载装置（6）和监测系统（2）。
2.根据权利要求1所述的土体冻结的试验装置，其特征是：所述土样盛装器（4）包括土样槽（41）、毛细试管（42）和传感器安装卡板（43）；所述土样槽（41）为u型槽，一排毛细试管（42）安装在土样槽（41）一侧壁中部，毛细试管（42）底部与土样槽（41）侧壁接触处预留水流孔道，毛细试管（42）下方的土样槽（41）底侧设置有传感器安装卡板（43），传感器安装卡板（43）开设有一排传感器引线的穿线孔洞；土样槽（41）由钢化玻璃制成，土样槽（41）另一侧壁外部安装摄像机（3）。
3.根据权利要求1或2所述的土体冻结的试验装...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。