本实用新型专利技术提出了用于模拟坎儿井湿热蒸汽补给的冻融循环试验机，包括蒸汽补给装置、位移传感器、蒸汽盘、透水石、试样盒、坎儿井土样、温度传感器、制冷装置、排气孔和循环水出口，试样盒内从上到下依次设置有蒸汽盘、透水石和坎儿井土样，蒸汽盘与蒸汽补给装置连接，蒸汽盘上设置有位移传感器，坎儿井土样内部设置有若干温度传感器，制冷装置设置在试样盒底部，排气孔设置在试样盒底部，用于排出多余气体防止试样盒内压力过高，循环水出口设置在试样盒底部，用于排出多余的冷凝水。本实用新型专利技术仿真的模拟了现场实际条件，使试验研究更加具有理论指导意义，可以用于指导坎儿井的保护。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及坎儿井文物保护领域，特别涉及用于模拟坎儿井湿热蒸汽补给的冻融循环试验机。
技术介绍
新疆坎儿井至今已有2000多年的历史，是当地劳动人民利用地面坡度，将渗入地下的天山雪水不用任何动力引出地表用于生产、生活的古老水利工程设施。目前我国新疆地区有水坎儿井有500多条，仍浇灌着大片绿洲良田，发挥着极大的社会效益和经济效益，2006年新疆坎儿井被列为全国重点文物保护单位，坎儿井构造主要有三部分组成:竖井、暗渠和明渠。新疆有水的坎儿井数量从1949年的1473条，到2010年第三次全国文物普查时统计的618条。这61年时间里有水坎儿井数量减少了 855条，以平均每年14条的速度减少，坎儿井作为人类文化遗产，具有很高的历史文化价值，其日益消亡的状况引起社会广泛关注。坎儿井快速消亡的主要原因:竖井与地面相交的部位称为竖井口，暗渠距地表5?90m不等。因距地表较深，暗渠内水温常年保持在7°C左右，而I月初戈壁气温为-26°C左右，从暗渠沿竖井上升的湿热空气在竖井口附近遇到戈壁低温环境，会在竖井口附近的砂土中冷凝成冰，气候转暖这部分砂土则会发生冻融循环破坏，破坏的砂土坠落后堵塞暗渠直至坎儿井干涸。坎儿井干涸速度为平均14条/年，为保护这类“活态”文化遗产，通过实验室仿真模拟湿热蒸汽补给的砂土试样冻融循环过程，研究冻融循环后坎儿井竖井口砂土试样的破坏机制，为坎儿井的保护维修提供理论依据，使坎儿井这一文化遗产得以传承与发展。
技术实现思路
本技术提出了用于模拟坎儿井湿热蒸汽补给的冻融循环试验机，通过实验室仿真模拟湿热蒸汽补给的砂土试样冻融循环过程，研究冻融循环后坎儿井竖井口砂土试样的破坏机制，解决了现有技术中缺乏坎儿井冻融循环试验机的缺陷。本技术的技术方案是这样实现的:用于模拟坎儿井湿热蒸汽补给的冻融循环试验机，包括蒸汽补给装置、位移传感器、蒸汽盘、透水石、试样盒、坎儿井土样、温度传感器、制冷装置、排气孔和循环水出口，试样盒内从上到下依次设置有蒸汽盘、透水石和坎儿井土样，蒸汽盘与蒸汽补给装置连接，蒸汽盘上设置有位移传感器，坎儿井土样内部设置有若干温度传感器，制冷装置设置在试样盒底部，排气孔设置在试样盒底部，用于排出多余气体防止试样盒内压力过高，循环水出口设置在试样盒底部，用于排出多余的冷凝水。进一步，所述蒸汽补给装置包括进水口、盛水仓、出水管、增压雾化仓、压力调节阀、压力管，压力油栗、压力表和蒸汽输出管，盛水仓上设有进水口，盛水仓通过出水管与增压雾化仓连接，增压雾化仓通过压力管与压力油栗连接，压力管上设有压力调节阀，增压雾化仓上设有蒸汽输出管，蒸汽输出管与所述蒸汽盘连接，蒸汽输出管上设有压力表。进一步，所述盛水仓为玻璃缸，玻璃缸上设有刻度。进一步，所述试样盒为钢化夹层玻璃试样盒。进一步，所述温度传感器从上到下均匀的设置在所述坎儿井土样内部。本技术的有益效果:本技术的上端补给蒸汽，模拟坎儿井竖井内壁的湿热蒸汽补给，下端调节制冷装置，模拟坎儿井井口戈壁环境温度变化，蒸汽补给装置可以根据需要，可以调节输出的蒸汽压力，蒸汽盘与透水石的设置可以使蒸汽以面接触的形式补给坎儿井土样，补给更均匀，并且位移传感器和温度传感器在试验中可以记录坎儿井土样的位移变化和温度变化，本技术仿真的模拟了现场实际条件，使试验研究更加具有理论指导意义，可以用于指导坎儿井的保护，使新疆坎儿井这一文化遗产得以传承与发展，使新疆地区更多的劳动人民使用这一绿色环保的水源。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的结构示意图；图2为蒸汽补给装置的结构示意图。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。参照图1-2，用于模拟坎儿井湿热蒸汽补给的冻融循环试验机，包括蒸汽补给装置1、位移传感器2、蒸汽盘3、透水石4、试样盒5、坎儿井土样6、温度传感器7、制冷装置8、排气孔9和循环水出口 10，试样盒5内从上到下依次设置有蒸汽盘3、透水石4和坎儿井土样6，蒸汽盘3与蒸汽补给装置I连接，蒸汽盘3上设置有位移传感器2，坎儿井土样6内部设置有若干温度传感器7，制冷装置8设置在试样盒5底部，排气孔9设置在试样盒5底部，用于排出多余气体防止试样盒5内压力过高，循环水出口 10设置在试样盒5底部，用于排出多余的冷减水。蒸汽补给装置I给坎儿井土样提供带压力的蒸汽，用于模拟坎儿井井壁湿热蒸汽的侵蚀；蒸汽盘3由铝片条组成，可将蒸汽补给装置I的一束蒸汽转化成一面蒸汽，均匀的补给到坎儿井土样上；透水石4 一方面便于蒸汽均匀的透过，另一方面因研究需要便于上部施加荷载后，荷载能均匀的传递到坎儿井土样上；制冷装置8包括冷水循环通道，常温下可使温度降低至_30°C，精度可达0.1°C;位移传感器2用于记录试验过程中试样位移变化；温度传感器7用于记录试验过程中试样的温度变化；循环水出口 10湿热蒸汽冷凝后，一部分被试样吸收，一部分多余的通过循环水出口 10排出。本技术的上端补给蒸汽，模拟坎儿井竖井内壁的湿热蒸汽补给，下端调节制冷装置8，模拟坎儿井井口戈壁环境温度变化，蒸汽补给装置I可以根据需要，可以调节输出的蒸汽压力，蒸汽盘3与透水石4的设置可以使蒸汽以面接触的形式补给坎儿井土样6，补给更均匀，并且位移传感器2和温度传感器7在试验中可以记录坎儿井土样的位移变化和温度变化，本技术仿真的模拟了现场实际条件，使试验研究更加具有理论指导意义，可以用于指导坎儿井的保护，使新疆坎儿井这一文化遗产得以传承与发展，使新疆地区更多的劳动人民使用这一绿色环保的水源。在本实施例中，所述蒸汽补给装置I包括进水口 11、盛水仓12、出水管13、增压雾化仓14、压力调节阀15、压力管16，压力油栗17、压力表18和蒸汽输出管19，盛水仓12上设有进水口 11，盛水仓12通过出水管13与增压雾化仓14连接，增压雾化仓14通过压力管16与压力油栗17连接，压力管16上设有压力调节阀15，增压雾化仓14上设有蒸汽输出管19，蒸汽输出管19与蒸汽盘3连接，蒸汽输出管19上设有压力表18。盛水仓12用于盛蒸馏水，防止水中矿物对试验的影响；增压雾化仓14用于将蒸馏水增压进行雾化变成蒸汽；压力调节阀15用于根据试验需要调节压力油栗17的压力；压力油栗17用于给增压雾化仓14提供压力；压力表18用于观察蒸汽供给压力。在本实施例中，所述盛水仓12为玻璃缸，玻璃缸上设有刻度。盛水仓12设置为玻璃缸，并且带有刻度，可以用于能判断有多少水被雾化成蒸汽。在本实施例中，所述试样盒5为钢化夹层玻璃试样盒。钢化夹层玻璃可以减少试样与外界环境的热传递，钢化夹层玻璃是透明的，能观察试样在冻融循环试验过程中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于模拟坎儿井湿热蒸汽补给的冻融循环试验机，其特征在于：包括蒸汽补给装置、位移传感器、蒸汽盘、透水石、试样盒、坎儿井土样、温度传感器、制冷装置、排气孔和循环水出口，试样盒内从上到下依次设置有蒸汽盘、透水石和坎儿井土样，蒸汽盘与蒸汽补给装置连接，蒸汽盘上设置有位移传感器，坎儿井土样内部设置有若干温度传感器，制冷装置设置在试样盒底部，排气孔设置在试样盒底部，用于排出多余气体防止试样盒内压力过高，循环水出口设置在试样盒底部，用于排出多余的冷凝水。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王逢睿，周鹏，胡明珠，孙琪，王超，陆耀，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62
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