【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物理模型实验，更具体地说，本专利技术涉及一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置。
技术介绍
1、构造物理模拟实验是一种涉及多学科的综合性科学基础研究手段，主要通过对各种能模拟原始地质单元的材料(如：石英砂、微玻璃珠、黏土、石膏、蜡等)施加相应作用力(挤压、拉张、剪切等)的办法来直观还原地质体的变形、变位过程，构造物理模拟实验可以在较短的时间内模拟出漫长的地质构造演化过程，对揭示某一地区地质单元的演化规律、分析构造动力学机制具有较大的帮助。
2、高原冻土，是一种特殊自然地理环境下(通常在零摄氏度以下)，主要分布在高海拔高寒地区，并含有冰的各种岩石和土壤。这种冻土具有一些独特的物理性质，如：冻胀融沉。零下冰点温度时，土体发生膨胀，当气温升高，土体中的冰开始融化，产生沉降。此性质对高原高寒地区的基础设施建设、地质灾害发生、农牧业发展等将产生重大影响，非常有必要针对其特性进行深入研究。然而，全国有多家单位拥有构造物理模拟实验设备，但缺少应用于高原高寒冻土地质环境的模拟研究。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，能够实现模拟在高原高寒冻土地质环境下的各类构造物理模型实验，能够模拟在不同上述条件(冻土形成过程中、冻土形成后、冻土融化过程中、冻土融化过程后)下地质体系受到不同程度扰动而发生的变化，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案
3、在一个优选地实施方式中，所述玻璃箱体和玻璃开关门的内部均为钢化玻璃，所述玻璃开关门的一侧固定连接有玻璃把手。
4、在一个优选地实施方式中，所述孔隙水压力传感器和体积水传感器的数量为若干个，且均匀分布在支撑杆的下端，所述玻璃箱体的顶部为倾斜状。
5、在一个优选地实施方式中，所述土壤位于过滤网板的顶部，且处于倾斜状，所述孔隙水压力传感器和体积水传感器位于土壤的内部，所述应力感应器位于土壤的内部，所述温度传感器位于土壤的上方。
6、在一个优选地实施方式中，所述太阳光照系统包括拱形架，所述拱形架的一端固定连接有转动安装在定位块内部的转动套，所述拱形架的内部开设有限位槽，所述拱形架的外表面活动套接有照明架，所述照明架上端的两侧均转动安装有滚轮，所述滚轮滚动安装在限位槽的内部，所述拱形架的内壁固定连接有固定齿条，所述照明架下端的侧边固定连接有行走电机，所述行走电机的一侧设置有行走齿轮，所述行走齿轮转动安装在照明架内部的下端，且行走齿轮的外表面与固定齿条的侧边相啮合。
7、在一个优选地实施方式中，所述照明架的内部设置有倾角传感器，所述照明架的底部转动安装有转动轴，所述转动轴的底部固定连接有植物补光灯，所述照明架的下端位于转动轴的内部螺纹连接有锁紧螺栓，所述拱形架的另外一端固定连接有固定套，所述固定套的外表面固定套接有传动齿轮，所述固定套转动安装在固定架的上端，所述支撑柱底部的一端固定连接有转向电机，所述转向电机的一侧设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮转动安装在固定架内部的下端，且驱动齿轮的外表面与传动齿轮的外表面相啮合。
8、在一个优选地实施方式中，所述雾化喷淋装置包括增湿雾化器，所述增湿雾化器内部的一端设置有注水口，所述增湿雾化器的顶部设置有三通管，所述三通管的两侧均固定连接有雾化管，所述雾化管的侧边设置有多个可调节喷雾嘴，两个所述雾化管分别固定安装在玻璃箱体内部的两侧，所述增湿雾化器固定安装在盛水箱的一侧，所述增湿雾化器的顶部固定连接有支撑架，所述支撑架的上端设置有摄像头和三维激光扫描仪。
9、在一个优选地实施方式中，所述低温系统包括固定安装在玻璃箱体一侧的低温箱，所述低温箱内部的底端固定连接有压缩机，所述压缩机的侧边连接有冷凝器，所述冷凝器的一侧连接有干燥过滤器，所述干燥过滤器的顶部固定连接有毛细管，所述毛细管的一侧固定连接有蒸发器，所述蒸发器与压缩机相连通，所述蒸发器的一侧设置有风机组件，所述蒸发器位于通风槽的侧边。
10、在一个优选地实施方式中，所述操作主机的内部设置有中央处理器，数据监测模块，所述中央处理器与数据监测模块相连接，所述中央处理器分别与摄像头和三维激光扫描仪电性连接，所述中央处理器与低温系统，太阳光照系统和雾化喷淋装置电性连接，所述中央处理器无线连接有云服务器，所述中央处理器与触摸屏电性连接，所述数据监测模块为采集芯片，并与应力感应器，温度传感器，孔隙水压力传感器和体积水传感器电性连接。
11、在一个优选地实施方式中，所述玻璃箱体的外表面还设置有外力加载装置，所述外力加载装置包括支撑平台和固定架，所述固定架四侧的内部均滑动安装有推板，所述支撑平台固定安装在盛水箱的外侧，所述固定架固定安装在玻璃箱体下端的内壁，四侧所述支撑平台顶部的两侧位于玻璃箱体的外壁均固定连接有连接座，所述连接座的顶部固定连接有液压推动杆，所述液压推动杆的一侧设置有剪切推板，所述剪切推板的侧边与固定连接，四侧所述推板的左右两侧相对应的推板为刚性板，四侧所述推板的前后两侧为硅胶板，且左右两侧的推板由两个或多个大小不同规格的板块组成，且每个板块都连接有安装在支撑平台的液压驱动。
12、本专利技术的技术效果和优点：
13、1、本专利技术能够实现模拟在高原高寒冻土地质环境下的各类构造物理模型实验，能够模拟在不同上述条件(冻土形成过程中、冻土形成后、冻土融化过程中、冻土融化过程后)下地质体当受到不同程度扰动而发生的变化。
14、2、本专利技术通过设置太阳光照系统，进一步模拟现实冻土受高原地区自然光照(升温)影响情况，并通过植物补光灯沿着拱形架的轨迹进行运动，实现对太阳的运动轨迹进行模拟，根据倾角传感器感应拱形架的倾斜角度，实现对四季太阳照射的倾斜角度进行模拟，以还原太阳在不同时间、不同季节的光照轨迹。
15、3、本专利技术通过应力感应器检测土壤的变化情况，并根据土壤的变化情况，快速进行调节和控制，并通过控制摄像头，将不同时期的土壤的状态进行拍摄，利用三维本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，包括实验箱(1)，其特征在于，所述实验箱(1)的内部放置有土壤(2)，所述实验箱(1)的一侧固定连接有低温系统(3)，所述实验箱(1)远离低温系统(3)的一侧固定连接有雾化喷淋装置(5)，所述实验箱(1)的顶部转动安装有太阳光照系统(4)；
2.根据权利要求1所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述玻璃箱体(12)和玻璃开关门(17)的内部均为钢化玻璃，所述玻璃开关门(17)的一侧固定连接有玻璃把手(110)。
3.根据权利要求2所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述孔隙水压力传感器(114)和体积水传感器(115)的数量为若干个，且均匀分布在支撑杆(113)的下端，所述玻璃箱体(12)的顶部为倾斜状。
4.根据权利要求3所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述土壤(2)位于过滤网板(112)的顶部，且处于倾斜状，所述孔隙水压力传感器(114)和体积水传感器(115)位于土壤(2)的内部，所述应
5.根据权利要求4所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述太阳光照系统(4)包括拱形架(41)，所述拱形架(41)的一端固定连接有转动安装在定位块(111)内部的转动套(42)，所述拱形架(41)的内部开设有限位槽(46)，所述拱形架(41)的外表面活动套接有照明架(44)，所述照明架(44)上端的两侧均转动安装有滚轮(45)，所述滚轮(45)滚动安装在限位槽(46)的内部，所述拱形架(41)的内壁固定连接有固定齿条(43)，所述照明架(44)下端的侧边固定连接有行走电机(47)，所述行走电机(47)的一侧设置有行走齿轮(48)，所述行走齿轮(48)转动安装在照明架(44)内部的下端，且行走齿轮(48)的外表面与固定齿条(43)的侧边相啮合。
6.根据权利要求5所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述照明架(44)的内部设置有倾角传感器，所述照明架(44)的底部转动安装有转动轴(49)，所述转动轴(49)的底部固定连接有植物补光灯(411)，所述照明架(44)的下端位于转动轴(49)的内部螺纹连接有锁紧螺栓(410)，所述拱形架(41)的另外一端固定连接有固定套(412)，所述固定套(412)的外表面固定套接有传动齿轮(413)，所述固定套(412)转动安装在固定架(118)的上端，所述支撑柱(117)底部的一端固定连接有转向电机(414)，所述转向电机(414)的一侧设置有驱动齿轮(415)，所述驱动齿轮(415)转动安装在固定架(118)内部的下端，且驱动齿轮(415)的外表面与传动齿轮(413)的外表面相啮合。
7.根据权利要求1所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述雾化喷淋装置(5)包括增湿雾化器(51)，所述增湿雾化器(51)内部的一端设置有注水口(55)，所述增湿雾化器(51)的顶部设置有三通管(52)，所述三通管(52)的两侧均固定连接有雾化管(53)，所述雾化管(53)的侧边设置有多个可调节喷雾嘴(54)，两个所述雾化管(53)分别固定安装在玻璃箱体(12)内部的两侧，所述增湿雾化器(51)固定安装在盛水箱(11)的一侧，所述增湿雾化器(51)的顶部固定连接有支撑架(56)，所述支撑架(56)的上端设置有摄像头(18)和三维激光扫描仪(19)。
8.根据权利要求1所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述低温系统(3)包括固定安装在玻璃箱体(12)一侧的低温箱(31)，所述低温箱(31)内部的底端固定连接有压缩机(32)，所述压缩机(32)的侧边连接有冷凝器(33)，所述冷凝器(33)的一侧连接有干燥过滤器(34)，所述干燥过滤器(34)的顶部固定连接有毛细管(35)，所述毛细管(35)的一侧固定连接有蒸发器(36)，所述蒸发器(36)与压缩机(32)相连通，所述蒸发器(36)的一侧设置有风机组件(37)，所述蒸发器(36)位于通风槽(16)的侧边。
9.根据权利要求1所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述操作主机(13)的内部设置有中央处理器，数据监测模块，所述中央处理器与数据监测模块相连接，所述中央处理器分别与摄像头(18)和三维激光扫描仪(19)电性连接，所述中央处理器与低温系统(3)，太阳光照系统(4)和雾化喷淋装置(5...
【技术特征摘要】
1.一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，包括实验箱(1)，其特征在于，所述实验箱(1)的内部放置有土壤(2)，所述实验箱(1)的一侧固定连接有低温系统(3)，所述实验箱(1)远离低温系统(3)的一侧固定连接有雾化喷淋装置(5)，所述实验箱(1)的顶部转动安装有太阳光照系统(4)；
2.根据权利要求1所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述玻璃箱体(12)和玻璃开关门(17)的内部均为钢化玻璃，所述玻璃开关门(17)的一侧固定连接有玻璃把手(110)。
3.根据权利要求2所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述孔隙水压力传感器(114)和体积水传感器(115)的数量为若干个，且均匀分布在支撑杆(113)的下端，所述玻璃箱体(12)的顶部为倾斜状。
4.根据权利要求3所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述土壤(2)位于过滤网板(112)的顶部，且处于倾斜状，所述孔隙水压力传感器(114)和体积水传感器(115)位于土壤(2)的内部，所述应力感应器(15)位于土壤(2)的内部，所述温度传感器(116)位于土壤(2)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述太阳光照系统(4)包括拱形架(41)，所述拱形架(41)的一端固定连接有转动安装在定位块(111)内部的转动套(42)，所述拱形架(41)的内部开设有限位槽(46)，所述拱形架(41)的外表面活动套接有照明架(44)，所述照明架(44)上端的两侧均转动安装有滚轮(45)，所述滚轮(45)滚动安装在限位槽(46)的内部，所述拱形架(41)的内壁固定连接有固定齿条(43)，所述照明架(44)下端的侧边固定连接有行走电机(47)，所述行走电机(47)的一侧设置有行走齿轮(48)，所述行走齿轮(48)转动安装在照明架(44)内部的下端，且行走齿轮(48)的外表面与固定齿条(43)的侧边相啮合。
6.根据权利要求5所述的一种模拟高原冻土地质环境下的构造物理模型实验装置，其特征在于：所述照明架(44)的内部设置有倾角传感器，所述照明架(44)的底部转动安装有转动轴(49)，所述转动轴(49)的底部固定连接有植物补光灯(411)，所述照明架(44)的下端位于转动轴(49)的内部螺纹连接有锁紧螺栓(410)，所述拱形架(41)的另外一端固定连接有固定套(412)，所述固定套(412)的外表面固定套接有传动齿轮(413)，所述固定套(412)转动安装在固定架(118)的上端，所述支撑柱(117)底部的一端固定连接有转向电机(414)，所述转向电机(414)的一侧设置有驱动齿轮(415)，所述驱动齿轮(415)转动安装在固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒麟，房雪明，李根，张洪亮，孙伟，袁成飞，王悦，龚亚萍，周士钰，梁保维，钟灿明，粟芊芊，曾源，罗新辉，邹佳佳，赵麟，郭延辉，田浩飞，张一博，李敬生，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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。