一种适用于天然盐渍土的冻融循环检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种适用于天然盐渍土的冻融循环检测装置，用于检测在自然环境条件下盐渍土的形成过程，检测盐渍土在多次冻融循环过程中冻胀与溶陷的变化规律。该装置的试样筒上部连接一个低温恒温箱，用于自然状态下的温度变化，一般温度的设置根据地区的气温决定；试样筒底部也固定一个温度控制头，检测自然条件下土体之间的温度，一般设置为+5℃；在底部的温度控制头上，连接有补水器，用于检测自然条件下地下水与盐分的补给。采用本实用新型专利技术提供的天然盐渍土冻融循环检测装置，能够较好地反映盐渍土的冻融循环机理，为盐渍土地区的工程建设提供参考。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种适用于天然盐渍土的冻融循环检测装置，用于检测在自然环境条件下盐渍土的形成过程，检测盐渍土在多次冻融循环过程中冻胀与溶陷的变化规律。该装置的试样筒上部连接一个低温恒温箱，用于自然状态下的温度变化，一般温度的设置根据地区的气温决定；试样筒底部也固定一个温度控制头，检测自然条件下土体之间的温度，一般设置为+5℃；在底部的温度控制头上，连接有补水器，用于检测自然条件下地下水与盐分的补给。采用本技术提供的天然盐渍土冻融循环检测装置，能够较好地反映盐渍土的冻融循环机理，为盐渍土地区的工程建设提供参考。【专利说明】—种适用于天然盐渍土的冻融循环检测装置
本技术涉及土木工程仪器
，对天然盐溃土在自然环境下的冻融现象进行模拟并进行全自动数字检测，研究天然盐溃土在多次冻融循环过程中的变化规律，为工程建设中盐溃土的控制与治理提供依据。
技术介绍
随着国家西部大开发战略的实施,加大对西部地区基础设施的投资建设是必然的。许多基础设施在建设过程中遇到了盐溃土地层及路基，如青藏铁路、兰新铁路、哈密至罗布泊铁路等；所以深入研究盐溃土的形成机理和变化规律，成为目前研究盐溃土的一个首要问题。西部地区是我国盐溃土分布最多的地区，该地区的早晚温差大及受季节的温差变化等特殊环境，使盐溃土中的盐分发生迁移、凝聚、冻融等现象，给建筑物造成巨大危害，这些特殊环境对盐溃土的作用相似于冻融循环作用。而且盐溃土的工程性质不仅与含水率、含盐量及土体的密实度等因素有关，还将更多受环境综合因素的影响，所以对盐溃土进行自然环境下的冻融循环模拟试验研究，综合分析盐溃土的机理很有必要。当前学者对盐溃土的研究，主要方法是在土体中加入一定盐分后进行制样，研究加入盐分后土体的力学性质和把试样放入冰箱中进行冻融循环，模拟自然环境的温度变化，试验完成后，研究试样的力学相关参数的变化规律，这种方法的主要的缺点是难以真正地研究盐溃土在自然环境下的真实状态。包卫星等在“典型天然盐溃土多次冻融循环盐胀试验研究.岩土工程学报，2006，11:1991-1995.”中也对盐溃土进行模拟实验研究，后续一些学者也应用该装置进行了盐溃土相关性质的研究。虽然该装置模拟了自然环境的温度变化和水分的补给等条件，但是还有很多不妥之处如下:(I)补水器不能恒定地像试样提供水分，以及准确地调节水位高度，难以真实地模拟自然环境中地下水的补给；(2)在试样进行外部保温时，保温层不能进行严格的保温，即使实施保温措施后也不利于在外部观察盐溃土的变化情况；(3)测量盐溃土的冻胀时，该装置上部的制冷头的重量实质上抑制了盐溃土的部分冻胀量，同时也对盐溃土的内部结构造成破坏，应用百分表测得的数据偏小，不能准确地模拟出盐溃土的冻胀量；(4)在分析温度、水分和盐分等影响因素时，该装置仅对温度进行了监测，盐分与水分仅在每次冻融循环后，取样后进行测量。一方面操作比较繁琐，另一方面取样时，选择取样位置偶然误差很大，难以实现对影响因素的同时监测；该装置仅能对盐溃土的冻胀进行测量，而溶陷也是盐溃土的重要工程性质之一，但是该装置无法解决。总之，虽然该装置对盐溃土进行了自然环境变化和水分对盐溃土影响的模拟，但是对盐溃土的自然环境的模拟还远远不足，研究结果与工程实际也有一定的差距，直接应用于工程建设偏于危险。本技术为了深入研究天然盐溃土在自然环境条件下，盐溃土水分、盐分、温度等因素对冻胀与溶陷的影响规律，以及水、盐分的迁移规律，设计了全自动数字天然盐溃土冻融循环模拟试验装置，应用计算机对其进行全自动控制，对其进行室内多次冻融循环模拟试验；研究盐溃土在模拟自然条件下的多次冻融循环过程中，冻胀与溶陷以及各影响因素的变化规律，应用计算机对全过程进行数据采集，采集的科学数据具有重要的现实意义与实用价值。
技术实现思路
本技术的目的在于:提供的一种适用于天然盐溃土的冻融循环检测装置，实现在室内条件下对天然盐溃土进行多次冻融循环检测，找到了各影响因素对冻胀与溶陷的影响规律，对工程设计提供科学数据。本技术的目的是这样实现的:一种适用于天然盐溃土的冻融循环检测装置，由上部低温恒温箱1、调节水位控制板2、恒流箱3、连通管4、水分回流瓶5、流量瓶6、流量控制器7、固定螺丝8、温度感应器连接线管9、上部温度控制头10、排气孔螺丝11、流量连接管12、激光测距器13、洒水板14、水蒸气回流槽15、水分传感器连接线管16、盐分传感器连线管17、双层真空有机玻璃保温试样筒18、温度感应器19、水分传感器20、盐分传感器21、补水器22、排水阀23、下部温度控制头24、下部低温恒温箱25、试验台26、计算机27、信息控制系统28构成；固定在试验台26上的检测装置的上部分别设置上部温度控制头10、排气孔螺丝11、流量连接管12、激光测距器13;其中上部温度控制头10连接上部低温恒温箱1，激光测距器13连接信息控制系统28;在上部温度控制头10的内部设置洒水板14与水蒸气回流槽15，水蒸气回流槽15连接水分回流瓶5 ;在均布有密集漏水孔的洒水板14上设置流量连接管12，流量连接管12连接流量控制器7与流量瓶6，其中流量控制器7与信息控制系统28连接；固定在试验台26上的检测装置中部的真空有机玻璃保温试样筒18为圆柱体，布设在上部的温度控制头10的螺丝8固接圆柱体；在圆柱体的土层内分层布设温度感应器19、水分传感器20、盐分传感器21，其中温度感应器19、水分传感器20与盐分传感器21的线路分别通过温度感应器连接线管9、水分传感器连接线管16、盐分传感器连线管17固定在内壁塑料管内与信息控制系统28连接；固定在试验台26上的检测装置的下部设置环行凸凹槽补水器22与下部温度控制头24，其中下部温度控制头24连接着下部低温恒温箱25;设置在补水器22两侧的螺丝固接真空有机玻璃保温试样筒18，其中在补水器22内放置滤纸与透水石；补水器22的一端安装着排水阀23，另一端安装着连通管4，连通管4的支管上分接着变水头恒流箱3，恒流箱内设置调节水位控制板2;其中信息控制系统28与计算机27连接。本技术的研究机理与作用:研究天然盐溃土在自然条件下受季节交替和温度变化等因素的冻胀与溶陷的变化规律，除了需要在室外进行观察研究，同时也需要对其进行室内模拟试验，研究天然盐溃土的变化规律。在设计装置的上部与下部各连接一个固定的温度控制头，用于对其进行温度控制，模拟自然条件下的温度变化；在装置下部连接的温度控制头中连接有补水器，用于模拟地下水和盐分的迁移情况；在试样筒的上部设置一个洒水板，使洒落在土体上的水分比较均匀；连接洒水板的为流量控制器与流量瓶，用于对水量进行控制，给出水量与溶陷性的关系；在保温筒内部的土体里分层对称布置着温度感应器、水分传感器、盐分传感器，用于检测温度、水分、盐分等因素的变化规律；在顶部的温度控制头上安装有三个激光测距器，用于监测在冻融循环过程中盐溃土冻胀量与溶陷量的变化规律；温度感应器、水分传感器、盐分传感器、激光测距器均与信息控制系统和计算机连接，计算机对其进行定时控制监测；该装置的模拟实验直观精准，易操作，获得的数据真实可靠，彰显技术进步。【专利附图】【附图说明】下面将结合附图对本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于天然盐渍土的冻融循环检测装置，其特征在于：装置由上部低温恒温箱（1）、调节水位控制板（2）、恒流箱（3）、连通管（4）、水分回流瓶（5）、流量瓶（6）、流量控制器（7）、固定螺丝（8）、温度感应器连接线管（9）、上部温度控制头（10）、排气孔螺丝（11）、流量连接管（12）、激光测距器（13）、洒水板（14）、水蒸气回流槽（15）、水分传感器连接线管（16）、盐分传感器连线管（17）、双层真空有机玻璃保温试样筒（18）、温度感应器（19）、水分传感器（20）、盐分传感器（21）、补水器（22）、排水阀（23）、下部温度控制头（24）、下部低温恒温箱（25）、试验台（26）、计算机（27）、信息控制系统（28）构成；固定在试验台（26）上的检测装置的上部分别设置上部温度控制头（10）、排气孔螺丝（11）、流量连接管（12）、激光测距器（13）;?其中上部温度控制头（10）连接上部低温恒温箱（1）,?激光测距器（13）连接信息控制系统（28）;在上部温度控制头（10）的内部设置洒水板（14）与水蒸气回流槽（15），水蒸气回流槽（15）连接水分回流瓶（5）；在均布有密集漏水孔的洒水板（14）上设置流量连接管（12）,?流量连接管（12）连接流量控制器（7）与流量瓶（6），其中流量控制器（7）与信息控制系统（28）连接；固定在试验台（26）上的检测装置中部的真空有机玻璃保温试样筒（18）为圆柱体，布设在上部的温度控制头（10）的螺丝（8）固接圆柱体；在圆柱体的土层内分层布设温度感应器（19）、水分传感器（20）、盐分传感器（21），其中温度感应器（19）、水分传感器（20）与盐分传感器（21）的线路分别通过温度感应器连接线管（9）、水分传感器连接线管（16）、盐分传感器连线管（17）固定在内壁塑料管内连接信息控制系统（28）；?固定在试验台（26）上的检测装置的下部设置环行凸凹槽补水器（22）与下部温度控制头（24），其中下部温度控制头（24）连接着下部低温恒温箱（25）;设置在补水器（22）两侧的螺丝固接真空有机玻璃保温试样筒（18），其中在补水器（22）内放置滤纸与透水石；补水器（22）的一端安装着排水阀（23），另一端安装着连通管（4），连通管（4）的支管上分接着变水头恒流箱（3），恒流箱内设置调节水位控制板（2）；其中信息控制系统（28）与计算机（27）连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张远芳，张凌凯，刘亮，慈军，王建祥，乔箭，陈亮亮，马铁成，张苏，
申请(专利权)人：新疆农业大学，
类型：实用新型
国别省市：