【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粘土冻融过程研究，特别涉及一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置。
技术介绍
1、季节变化、全球变暖以及各种人为因素引起的温度变化，都会对天然冻土的深度、强度、变形和稳定性产生影响，在多年冻土区和季节冻土区，强度、变形、稳定性和冻胀融陷计算是评价其使用功能和能否安全运行的重要内容，另外，随着社会和经济的发展，冻结法施工广泛应用于矿山、水利、交通、建筑等工程领域，冻结法施工前需要对施工区域内的土体进行检测，而检测阶段中需要重点用到的设备为材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，用来测试施工区域内的土体温度场变化的数据。
2、申请号为cn202110477276.9的中国专利公开了一种模拟高寒冻土融区的实验系统，所述系统包括箱体装置，箱体装置包括箱体，所述箱体内装填有试验土体；温控装置，包括温控箱，所述温控箱内放置所述箱体，所述温控装置用于控制所述箱体内的温度；供水装置，用于向所述箱体内输入水，所述供水装置包括供水管道。
3、根据上述现有技术发现，土体在实验室需要频繁的进行冻融循环实验，即土体中的水分会频繁的处于结冰与融化的过程中，此过程土体中的水分会产生迁移同时在重力作用下高处的水分会相低处流动并汇聚在一起，这样就导致土体底部区域会出现积水的现象，若不及时对积水进行清理排出，则会导致积水在土体中形成局部的高含水量区域，这些区域融沉速度更快，容易导致土体表面出现凹陷、裂缝等现象，进一步破坏土体的整体性并影响实验数据。
4、因此，通过一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，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：一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，包括模型箱体和调节组件，所述调节组件用于检测模型箱体内的土体，所述模型箱体的顶部与所述调节组件相互连接，所述模型箱体包括模型框架、模型板和箱盖，所述模型框架的外侧分别设置有三个模型板和调节板，三个所述模型板与调节板包覆模型框架形成盛装土体的试验容器，所述箱盖位于模型框架的顶部，所述箱盖用于对模型框架的顶部密封，模型箱体的内部设有温度测试系统，且温度测试系统用于土体实验过程中对土体温度进行检测；
3、所述调节组件包括圆管，所述圆管靠近箱盖的端部连通设有探针，所述探针贯穿箱盖并设置于模型框架的内部，所述探针的内部形成有容置空间，且所述探针远离箱盖的一端内部设有用于检测土体湿度的湿度传感器，所述探针靠近湿度传感器的一侧内壁设有防水垫，所述探针的外侧表面设有多个通孔。
4、优选地，所述圆管远离箱盖的一端连通设有第一输送管，所述第一输送管的另一端沿箱盖外侧表面向外延伸并连通设有水气泵，所述水气泵固定于模型框架的一侧，且所述第一输送管与圆管的数量均为两个，每个所述第一输送管与圆管对称设置在箱盖的上部，两个所述第一输送管均与水气泵相互连通；
5、所述水气泵的一侧连通设有第二输送管，所述水气泵分别用于对第一输送管与第二输送管输送或吸收气体与水分，所述水气泵与第一输送管和第二输送管的连接处均设有连接件，所述连接件分别用于将第一输送管和第二输送管与水气泵的输出端螺纹连接。
6、优选地，所述调节组件还包括排水仓，所述排水仓位于模型箱体的底部，所述排水仓通过弹性固定件与模型箱体的底部相互连接，所述排水仓的一侧与第二输送管相互连通；
7、所述排水仓内壁的一侧设有电磁滑轨，所述电磁滑轨的内部通过电磁滑块与活塞板的一侧相互连接，所述活塞板的内部贯穿设有传动轴，且所述传动轴远离活塞板的端部设有微型电机，微型电机的外侧表面设有安装板，安装板的另一侧与电磁滑块相互连接。
8、优选地，所述活塞板的顶部设有密封橡胶带，所述密封橡胶带折叠贴合在排水仓的内部，所述排水仓内壁的底部分别设有第一电推杆和第二电推杆，且所述第一电推杆和第二电推杆对称设置排水仓的内部，所述第一电推杆与第二电推杆的外侧均设有防水材料。
9、优选地，所述排水仓内壁的顶部设有滤板，且所述滤板的边缘与模型箱体的底部相互连接，所述滤板的底部均与第一电推杆和第二电推杆的输出端相互连接，所述滤板用于对模型箱体内的土体支撑。
10、优选地，所述滤板的表面分别设有三维压力盒和三维应变花，所述三维压力盒用于测量记录土体中的应力数据，所述三维应变花用于检测记录土体中应力分布变化的数据。
11、优选地，所述模型板的一侧横向分布设有三根冷冻管，三根所述冷冻管用于对土体制冷，所述模型板的外侧设有多根加强筋，且所述加强筋用于对模型箱体加固。
12、优选地，所述模型箱体的一侧对称设有连接座，两个所述连接座之间固定设有横向支撑杆，横向支撑杆的一侧对称设有两个螺纹杆，两个所述螺纹杆贯穿横向支撑杆与调节板的一侧相互连接，且两个所述螺纹杆的外侧螺纹与横向支撑杆的内部螺纹连接，所述调节板活动连接在模型框架的一侧。
13、本专利技术的技术效果和优点如下：
14、1、本专利技术通过设置活塞板及滤板等部件的相互配合，利用第一电推杆和第二电推杆使滤板产生倾斜，随后通过活塞板的移动所产生的负压，使土体中的水分产生迁移，让土体中的水分迅速通过滤板进入排水仓内，完成排水的目的，降低土体内部的积水程度，进一步确保在土体冻融循环实验的过程中确保实验数据的精准度。
15、2、本专利技术通过设置水气泵、第一输送管、圆管及探针等部件的相互配合，利用水气泵配合第一输送管控制探针进行吹气或抽气，使土体内部产生压力差，并配合滤板的倾斜将含水量较多区域引导流入含水量较少的区域，从而完成水分迁移的目的，确保实验土体中的含水量始终处于均衡状态，保证土体冻融实验过程中数据的精准度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，包括模型箱体（1）和调节组件（2），所述调节组件（2）用于检测模型箱体（1）内的土体，所述模型箱体（1）的顶部与所述调节组件（2）相互连接，其特征在于：所述模型箱体（1）包括模型框架（102）、模型板（104）和箱盖（101），所述模型框架（102）的外侧分别设置有三个模型板（104）和调节板（110），三个所述模型板（104）与调节板（110）包覆模型框架（102）形成盛装土体的试验容器，所述箱盖（101）位于模型框架（102）的顶部，所述箱盖（101）用于对模型框架（102）的顶部密封，所述模型箱体（1）的内部设有温度测试系统，且温度测试系统用于土体实验过程中对土体温度进行检测；
2.根据权利要求1所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述圆管（201）远离箱盖（101）的一端连通设有第一输送管（202），所述第一输送管（202）的另一端沿箱盖（101）外侧表面向外延伸并连通设有水气泵（204），所述水气泵（204）固定于模型框架（102）的一侧，且所述第一输送管（202）与圆管（20
3.根据权利要求2所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述调节组件（2）还包括排水仓（206），所述排水仓（206）位于模型箱体（1）的底部，所述排水仓（206）通过弹性固定件（212）与模型箱体（1）的底部相互连接，所述排水仓（206）的一侧与第二输送管（205）相互连通；
4.根据权利要求3所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述活塞板（214）的顶部设有密封橡胶带，所述密封橡胶带折叠贴合在排水仓（206）的内部，所述排水仓（206）内壁的底部分别设有第一电推杆（207）和第二电推杆（208），且所述第一电推杆（207）和第二电推杆（208）对称设置在排水仓（206）的内部，所述第一电推杆（207）与第二电推杆（208）的外侧均设有防水材料。
5.根据权利要求4所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述排水仓（206）内壁的顶部设有滤板（213），且所述滤板（213）的边缘与模型箱体（1）的底部相互连接，所述滤板（213）的底部均与第一电推杆（207）和第二电推杆（208）的输出端相互连接，所述滤板（213）用于对模型箱体（1）内的土体支撑。
6.根据权利要求5所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述滤板（213）的表面分别设有三维压力盒（109）和三维应变花（108），所述三维压力盒（109）用于测量记录土体中的应力数据，所述三维应变花（108）用于检测记录土体中应力分布变化的数据。
7.根据权利要求1所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述模型板（104）的一侧横向分布设有三根冷冻管（107），三根所述冷冻管（107）用于对土体制冷，所述模型板（104）的外侧设有多根加强筋（103），且所述加强筋（103）用于对模型箱体（1）加固。
8.根据权利要求7所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述模型箱体（1）的一侧对称设有连接座（105），两个所述连接座（105）之间固定设有横向支撑杆，横向支撑杆的一侧对称设有两个螺纹杆（106），两个所述螺纹杆（106）贯穿横向支撑杆与调节板（110）的一侧相互连接，且两个所述螺纹杆（106）的外侧螺纹与横向支撑杆的内部螺纹连接，所述调节板（110）活动连接在模型框架（102）的一侧。
...【技术特征摘要】
1.一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，包括模型箱体（1）和调节组件（2），所述调节组件（2）用于检测模型箱体（1）内的土体，所述模型箱体（1）的顶部与所述调节组件（2）相互连接，其特征在于：所述模型箱体（1）包括模型框架（102）、模型板（104）和箱盖（101），所述模型框架（102）的外侧分别设置有三个模型板（104）和调节板（110），三个所述模型板（104）与调节板（110）包覆模型框架（102）形成盛装土体的试验容器，所述箱盖（101）位于模型框架（102）的顶部，所述箱盖（101）用于对模型框架（102）的顶部密封，所述模型箱体（1）的内部设有温度测试系统，且温度测试系统用于土体实验过程中对土体温度进行检测；
2.根据权利要求1所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述圆管（201）远离箱盖（101）的一端连通设有第一输送管（202），所述第一输送管（202）的另一端沿箱盖（101）外侧表面向外延伸并连通设有水气泵（204），所述水气泵（204）固定于模型框架（102）的一侧，且所述第一输送管（202）与圆管（201）的数量均为两个，每个所述第一输送管（202）与圆管（201）对称设置在箱盖（101）的上部，两个所述第一输送管（202）均与水气泵（204）相互连通；
3.根据权利要求2所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述调节组件（2）还包括排水仓（206），所述排水仓（206）位于模型箱体（1）的底部，所述排水仓（206）通过弹性固定件（212）与模型箱体（1）的底部相互连接，所述排水仓（206）的一侧与第二输送管（205）相互连通；
4.根据权利要求3所述的一种材料非线性黏土的冷冻温度场模型试验系统装置，其特征在于：所述活塞板（214）的顶部设有密封橡胶带，所述密封橡胶带折叠贴...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏锦红，申道明，桂超，潘林，张勋程，丁飞，李远荣，李顺群，叶茂松，张夏，
申请(专利权)人：新乡职业技术学院，
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。