一种非饱和土冻融试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种非饱和土冻融试验装置，包括铁架台底座，所述铁架台底座通过支撑机构固定安装有位移传感器，且位移传感器与外接电源电连接，所述铁架台底座的上侧设有测试机构，所述铁架台底座和测试机构之间设有排水机构，所述测试机构包括试样盒，且试样盒设置在铁架台底座的上侧，所述试样盒的内侧设有薄铜板和测试试样，且测试试样的上表面和位于位移传感器下侧的薄铜板紧密贴合，所述试样盒侧壁开设有竖向缺口。该发明专利技术装置通过支撑机构、排水机构以及测试机构的配合实现了非饱和土体的冻融试验过程中土体位移及温度的变化量测量，试验装置整体操作方便简单，很大程度上提高了试验效率，各个部件连接可靠，具有较强的适用性。

A freeze-thaw test device for unsaturated soils

The invention relates to a freeze-thaw test device for unsaturated soil, which comprises an iron bench base. The iron bench base is fixedly installed with a displacement sensor through a support mechanism, and the displacement sensor is electrically connected with an external power supply. The upper side of the iron bench base is provided with a test mechanism, and a drainage mechanism is arranged between the iron bench base and the test mechanism. The test mechanism comprises a sample box and is tested. The sample box is arranged on the upper side of the base of the iron rack. The inner side of the sample box is provided with a thin copper plate and a test sample, and the upper surface of the test sample is closely connected with the thin copper plate located on the lower side of the displacement sensor. The side wall of the sample box is provided with a vertical notch. The device realizes the measurement of soil displacement and temperature change during the freeze-thaw test of unsaturated soil by the cooperation of supporting mechanism, drainage mechanism and testing mechanism. The overall operation of the device is simple, and greatly improves the test efficiency. Each component is connected reliably and has strong applicability.

【技术实现步骤摘要】
一种非饱和土冻融试验装置
本专利技术涉及岩土测试
，具体为一种非饱和土冻融试验装置。
技术介绍
中国有广大的多年冻土和季节冻土区，多年冻土主要分布在青藏高原和东北大小兴安岭地区，约占国土陆地面积的25％，季节性冻土区分布面积更为很广泛，约占我国国土面积的53.5％，其中冻深大于1m的重度季节性冻土主要分布在东北、华北和西北这三个地区，约占国土总面积的1/3，若考虑短时冻土地区，我国处于冻土区的国土面积已达90％以上。当地下水位之上的土体处于冻融土体范围之内时，土体冻融过程中没有水分的充分补给，土体整体处于非饱和冻融状态。现场原位冻融试验存在试验周期漫长，试验影响因素众多，试验条件不可控等问题。所以，采用室内土体冻融试验是研究土体冻融规律的有效途径。因此，室内非饱和土体的冻融试验装置需要满足原始土体的边界条件，即周边土体的约束作用以及融化过程中，水分的排出作用等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种非饱和土冻融试验装置，它能够很好的适用于非饱和土体的冻融试验，获得土体在冻融过程中温度及相应位移的量测功能，试验装置操作简便，可适用性强，可以实现同一试验条件下多个试样的同步试验。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种非饱和土冻融试验装置，包括铁架台底座，所述铁架台底座通过支撑机构固定安装有位移传感器，且位移传感器与外接电源电连接，所述铁架台底座的上侧设有测试机构，所述铁架台底座和测试机构之间设有排水机构；所述测试机构包括试样盒，且试样盒设置在铁架台底座的上侧，所述试样盒的内侧设有薄铜板和测试试样，且测试试样的上表面和位于位移传感器下侧的薄铜板紧密贴合，所述试样盒侧壁开设有竖向缺口，且竖向缺口的高度值大于测试试样的高度值，所述竖向缺口的内部设有温度传感器，且温度传感器与外接电源电连接。所述排水机构包括垫块，且垫块位于试样盒内侧壁底面和测试试样之间，所述试样盒的底端开设有多个试样盒排水孔，所述垫块上开设有多个垫块排水孔，且试样盒排水孔和垫块排水孔一一对应设置，所述试样盒的下表面通过透水板固定安装有排水槽，且排水槽固定安装在铁架台底座的上表面。所述支撑机构包括铁架台杆，所述铁架台杆包括横向铁架台杆和纵向铁架台杆，所述横向铁架台杆的两侧均固定安装有十字架，所述横向铁架台的一侧通过十字架固定安装有与横向铁架台杆垂直的纵向铁架台杆，且纵向铁架台杆固定安装在所述铁架台底座的上表面，所述横向铁架台杆的另一侧通过十字架固定安装有与横向铁架台杆相垂直的所述位移传感器。所述位移传感器通过管箍固定安装在十字架上。所述试验盒的外侧壁设有刻度线。所述位移传感器与薄铜板的接触时的位移读数设置为0。本专利技术一种非饱和土冻融试验装置的有益效果是：该专利技术装置主要由支撑机构、排水机构以及测试机构三大部分组成，支撑机构实现了整体结构的稳定及位移传感的固定功能；排水机构实现了试样融化过程中水的运移功能；测试机构实现了土体冻融过程中数据的传输和记录功能，通过三个机构的配合实现了非饱和土体的冻融试验过程中土体位移及温度的变化量测量，试验装置整体操作方便简单，很大程度上提高了试验效率，各个部件连接可靠，具有较强的适用性，可以实现同一试验条件下多个试样的同步试验。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术试样盒的结构示意图；图3为本专利技术试样盒的剖视示意图；图4为本专利技术试样盒的俯视示意图；图5为本专利技术垫块的俯视示意图；图中：1、位移传感器；2、十字架；3、薄铜板；4、试样盒；5、测试试样；6、垫块；7、铁架台底座；8、铁架台杆；81、横向铁架台杆；82、纵向铁架台杆；9、透水板；10、排水槽；11、管箍；12、竖向缺口；13、试样盒排水孔；14、刻度线；15、垫块排水孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图4所示，本专利技术提供一种非饱和土冻融试验装置，包括铁架台底座7，铁架台底座7通过支撑机构固定安装有位移传感器1，且位移传感器1与外接电源电连接，铁架台底座7的上侧设有测试机构，铁架台底座7和测试机构之间设有排水机构；测试机构包括试样盒4，且试样盒4设置在铁架台底座7的上侧，试样盒4的内侧设有薄铜板3和测试试样5，且测试试样5的上表面和位于位移传感器1下侧的薄铜板3紧密贴合，试样盒4侧壁开设有竖向缺口12，且竖向缺口12的高度值大于测试试样5的高度值，竖向缺口12的内部设有温度传感器，且温度传感器与外接电源电连接。本实施例中，薄铜板3与测试试样5上表面紧密贴合，保证薄铜板3能够自由的随测试试样5的位移变化而变化；试样盒4侧面开设的竖向缺口12可以方便温度传感器在土层中设置；竖向缺口12的高度应包含整个测试试样5的高度，这样方便测定测试试样5任意高度处的温度变化。如图1和图5所示，排水机构包括垫块6，且垫块6位于试样盒4内侧壁底面和测试试样5之间，试样盒4的底端开设有多个试样盒排水孔13，垫块6上开设有多个垫块排水孔15，且试样盒排水孔13和垫块排水孔15一一对应设置，试样盒4的下表面通过透水板9固定安装有排水槽10，且排水槽10固定安装在铁架台底座7的上表面。本实施例中，试样盒排水孔13和垫块排水孔15的数量均为5个，试样盒排水孔13方便测试试样5融化时水分不断迁移和排出；垫块6可以将整个测试试样5抬高，同时垫块6上的垫块排水孔15与试样盒排水孔13的位置一一对应，方便测试试样5融化过程中水分的排出，防止融化时水分的迁移受到阻碍。如图1所示，支撑机构包括铁架台杆8，铁架台杆8包括横向铁架台杆81和纵向铁架台杆82，横向铁架台杆81的两侧均固定安装有十字架2，横向铁架台81的一侧通过十字架2固定安装有与横向铁架台杆81垂直的纵向铁架台杆82，且纵向铁架台杆82固定安装在铁架台底座7的上表面，横向铁架台杆81的另一侧通过十字架2固定安装有与横向铁架台杆81相垂直的位移传感器1。本实施例中，纵向铁架台杆82底端与铁架台底座7固定连接，防止纵向铁架台杆82受温度变化而变形，影响位移传感器1的正常量测，从而避免误差。如图1所示，位移传感器1通过管箍11固定安装在十字架2上。本实施例中，位移传感器1通过管箍11与固定在横向铁架台杆81上的十字架2牢固连接，防止位移传感器1松动，影响位移的量测。如图2和图3所示，试验盒4的外侧壁设有刻度线14。本实施例中，通过刻度线14的初读数辅助检测位移传感器1的数据记录的可靠性。如图1所示，位移传感器1与薄铜板3的接触时的位移读数设置为0。本实施例中，测试前将位移传感器1的位移读数设置为0，这样可以方便位移传感器1测量时读取数值。一种非饱和土冻融试验装置的工作过程如下：首先，支撑机构实现了整体结构的稳定，并且操作人员通过横向铁架台杆81和十字架2将位移传感器1的输出端对准薄铜板3，在非饱和土体的冻融试验过程中薄铜板3随着土体位移，与此同时通过位移传感器1和温度传感器分别及时测量出测试试样5位移和温度的变化量，这样测试机构实现了土体冻融过程中数据的传输和记录功能，然后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非饱和土冻融试验装置，其特征在于，包括铁架台底座，所述铁架台底座通过支撑机构固定安装有位移传感器，且位移传感器与外接电源电连接，所述铁架台底座的上侧设有测试机构，所述铁架台底座和测试机构之间设有排水机构；所述测试机构包括试样盒，且试样盒设置在铁架台底座的上侧，所述试样盒的内侧设有薄铜板和测试试样，且测试试样的上表面和位于位移传感器下侧的薄铜板紧密贴合，所述试样盒侧壁开设有竖向缺口，且竖向缺口的高度值大于测试试样的高度值，所述竖向缺口的内部设有温度传感器，且温度传感器与外接电源电连接。

【技术特征摘要】
1.一种非饱和土冻融试验装置，其特征在于，包括铁架台底座，所述铁架台底座通过支撑机构固定安装有位移传感器，且位移传感器与外接电源电连接，所述铁架台底座的上侧设有测试机构，所述铁架台底座和测试机构之间设有排水机构；所述测试机构包括试样盒，且试样盒设置在铁架台底座的上侧，所述试样盒的内侧设有薄铜板和测试试样，且测试试样的上表面和位于位移传感器下侧的薄铜板紧密贴合，所述试样盒侧壁开设有竖向缺口，且竖向缺口的高度值大于测试试样的高度值，所述竖向缺口的内部设有温度传感器，且温度传感器与外接电源电连接。2.根据权利要求1所述的一种非饱和土冻融试验装置，其特征在于：所述排水机构包括垫块，且垫块位于试样盒内侧壁底面和测试试样之间，所述试样盒的底端开设有多个试样盒排水孔，所述垫块上开设有多个垫块排水孔，且试样盒排水孔和垫块排水孔一一对应设置，所述试样盒的下表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王述红，修占国，李凤玲，辛全明，张雨浓，朱承金，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21