本实用新型专利技术公开了一种均载均温冻结试验装置，该装置包括试验系统、加载系统和制冷系统，试验系统包括试验筒、上盖板、下盖板和冻结管，试验筒包括筒体，上盖板与筒体顶端面紧固连接，下盖板与筒体底端面紧固连接，筒体内顶部由上到下依次设置有上垫板Ⅰ和上垫板Ⅱ，筒体内底部由下到上依次设置有下垫板Ⅱ和下垫板Ⅰ，上垫板Ⅱ与下垫板Ⅰ之间的筒体内填充土样，加载系统包括伺服仪、高压软管、压力表与加压腔，制冷系统包括盐水冷浴、循环管路与循环泵。本实用新型专利技术将冻结管从土样内部贯穿整个试验筒，保证土样在轴向温度分布均匀；无论是有载还是无载的情况下，皆能实现从土体内部均匀向四周冻结的目的；组装方便，且能重复利用。
Uniform Load and Uniform Temperature Freezing Test Device
【技术实现步骤摘要】
均载均温冻结试验装置
本技术涉及一种冻结试验装置，具体涉及一种均载均温冻结试验装置。
技术介绍
现有的有载冻结试验装置是在开放空间的条件下进行的，即利用千斤顶通过钢板对土样的端面进行加载，然后在加载钢板上循环冷盐水对土样实施轴向冻结。对于封闭空间内有载冻结，实验室常用沥青和一定含水率的黏土隔绝加压腔体与被冻土体，并对土样加载固结，然后在埋入土样内部的冻结管内循环冷盐水，对土样实施径向冻结。这种试验装置虽然能够达到一定的有载径向冻结效果，但是土样的温度在轴向上分布是不均匀的，且黏土变形大，导致土样端面不能被均匀加载。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种均载均温冻结试验装置，既能将土样密封又能对土样均匀加载，而且还能保证土样在轴向温度分布均匀。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种均载均温冻结试验装置，包括试验系统、加载系统和制冷系统，所述试验系统包括试验筒、上盖板、下盖板和冻结管，所述试验筒包括筒体，所述上盖板与筒体顶端面紧固连接，所述下盖板与筒体底端面紧固连接，筒体内顶部由上到下依次紧挨设置有上垫板Ⅰ和上垫板Ⅱ，上垫板Ⅰ和上垫板Ⅱ的外径与筒体的内径相适配，筒体内底部由下到上依次紧挨设置有下垫板Ⅱ和下垫板Ⅰ，下垫板Ⅰ和下垫板Ⅱ的外径与筒体的内径相适配，所述上盖板、下盖板、上垫板Ⅰ、上垫板Ⅱ、下垫板Ⅰ、下垫板Ⅱ与筒体之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈，上垫板Ⅱ与下垫板Ⅰ之间的筒体内填充土样，所述冻结管纵向设置在试验筒筒体内，并由上至下依次贯穿上盖板、上垫板Ⅰ、上垫板Ⅱ、下垫板Ⅰ、下垫板Ⅱ、下盖板，所述上盖板、上垫板Ⅰ、上垫板Ⅱ、下垫板Ⅰ、下垫板Ⅱ、下盖板与冻结管之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈，所述加载系统包括伺服仪、高压软管、压力表与加压腔，加压腔设置在上盖板与上垫板Ⅰ之间，上盖板上开设有两个螺纹孔，压力表固定在一个螺纹孔中与加压腔连通，高压软管与另一个螺纹孔连通，伺服仪通过高压软管与加压腔连通，高压软管上还设有高压球阀，所述制冷系统包括盐水冷浴、循环管路与循环泵，盐水冷浴的两端分别通过循环管路与冻结管的两端连接，循环泵设置在盐水冷浴出水端与冻结管之间的循环管路上。优选的，所述上盖板与试验筒顶端面通过高强螺栓紧固连接。优选的，所述下盖板与试验筒底端面通过高强螺栓紧固连接。进一步地，所述盐水冷浴的两端还分别设有阀门。进一步地，所述上垫板Ⅰ和下垫板Ⅰ的上板面上、上垫板Ⅱ和下垫板Ⅱ的下板面上分别对应设置有至少两个带沉孔的螺纹孔，且螺纹孔分别通过密封螺栓封堵。优选的，所述上盖板和下盖板均为钢质盖板。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：（1）本技术在试验筒的上下两端均加载钢质盖板，由于钢板的刚度很大，受力之后不易变形，所以其能将油压均匀的传递给土样，实现对土样均匀加载的目的。（2）本技术将冻结管从土样内部贯穿整个试验台，能够保证土样在轴向温度分布均匀；无论是有载还是无载的情况下，皆能实现从土样内部均匀向四周冻结的目的。（3）本技术组装方便，且能重复利用。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中，1.冻结管，2.上盖板，3.上垫板Ⅰ，4.上垫板Ⅱ，5.筒体，6.土样，7.下垫板Ⅰ，8.下垫板Ⅱ，9.下盖板，10.伺服仪，11.高压软管，12.加压腔，13.压力表，14.高压球阀，15.循环管路，16.阀门，17.盐水冷浴，18.循环泵，19.密封螺栓，20.高强螺栓，21.O型密封圈。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。图中箭头所示方向为冷盐水的循环方向。如图1所示，本技术的均载均温冻结试验装置，包括试验系统、加载系统和制冷系统。所述试验系统包括试验筒、上盖板2、下盖板9和冻结管1，所述上盖板2、下盖板9均为钢质盖板，所述试验筒包括筒体5，所述上盖板2与筒体1顶端面通过高强螺栓20紧固连接，所述下盖板9与筒体1底端面通过高强螺栓20紧固连接，筒体5内顶部由上到下依次紧挨设置有上垫板Ⅰ3和上垫板Ⅱ4，上垫板Ⅰ3和上垫板Ⅱ4的外径与筒体5的内径相适配，筒体5内底部由下到上依次紧挨设置有下垫板Ⅱ8和下垫板Ⅰ7，下垫板Ⅰ7和下垫板Ⅱ8的外径与筒体5的内径相适配，所述上垫板Ⅰ3和下垫板Ⅰ7的上板面上、上垫板Ⅱ4和下垫板Ⅱ8的下板面上分别对应设置有至少两个带沉孔的螺纹孔，且螺纹孔分别通过密封螺栓19封堵，依次通过下垫板Ⅱ8和下垫板Ⅰ7上的螺纹孔向土样内注水饱和土体，当上垫板Ⅰ3的螺纹孔出水时，说明土体饱和，然后用密封螺栓19封堵。所述上盖板2、下盖板9、上垫板Ⅰ3、上垫板Ⅱ4、下垫板Ⅰ7、下垫板Ⅱ8与筒体5之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈21，上垫板Ⅱ4与下垫板Ⅰ7之间的筒体5内填充土样6，所述冻结管1纵向设置在试验筒筒体5内，并由上至下依次贯穿上盖板2、上垫板Ⅰ3、上垫板Ⅱ4、下垫板Ⅰ7、下垫板Ⅱ8、下盖板9，所述上盖板2、上垫板Ⅰ3、上垫板Ⅱ4、下垫板Ⅰ7、下垫板Ⅱ8、下盖板9与冻结管1之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈21。所述加载系统包括伺服仪10、高压软管11、压力表13与加压腔12，加压腔12设置在上盖板2与上垫板Ⅰ3之间，上盖板2上开设有两个螺纹孔，所述压力表13紧固在一个螺纹孔中与加压腔12连通，所述高压软管11与另一个螺纹孔连通，所述伺服仪10通过高压软管11与加压腔12连通，所述高压软管11上还设有高压球阀14。所述制冷系统包括盐水冷浴17、循环管路15与循环泵18，所述盐水冷浴17的两端分别通过循环管路15与冻结管1的两端连接，所述循环泵18设置在盐水冷浴17出水端与冻结管1之间的循环管路15上，所述盐水冷浴17的两端还分别设有阀门16，控制循环冷盐水的流量。均载均温冻结试验步骤：1）组装试验装置，并测试装置及管路的气密性；2）打开伺服仪10，向加压腔12内注油，分阶段打压至设定压力，并维持24小时；3）待压力表13示数基本不变时，打开制冷系统对土样6实施冻结；4）冻结过程中，可以利用数据采集仪采集相关数据。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种均载均温冻结试验装置，其特征在于，包括试验系统、加载系统和制冷系统，所述试验系统包括试验筒、上盖板（2）、下盖板（9）和冻结管（1），所述试验筒包括筒体（5），所述上盖板（2）与筒体（5）顶端面紧固连接，所述下盖板（9）与筒体（5）底端面紧固连接，筒体（5）内顶部由上到下依次紧挨设置有上垫板Ⅰ（3）和上垫板Ⅱ（4），上垫板Ⅰ（3）和上垫板Ⅱ（4）的外径与筒体（5）的内径相适配，筒体（5）内底部由下到上依次紧挨设置有下垫板Ⅱ（8）和下垫板Ⅰ（7），下垫板Ⅰ（7）和下垫板Ⅱ（8）的外径与筒体（5）的内径相适配，所述上盖板（2）、下盖板（9）、上垫板Ⅰ（3）、上垫板Ⅱ（4）、下垫板Ⅰ（7）、下垫板Ⅱ（8）与筒体（5）之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈（21），上垫板Ⅱ（4）与下垫板Ⅰ（7）之间的筒体（5）内填充土样（6），所述冻结管（1）纵向设置在试验筒筒体（5）内，并由上至下依次贯穿上盖板（2）、上垫板Ⅰ（3）、上垫板Ⅱ（4）、下垫板Ⅰ（7）、下垫板Ⅱ（8）、下盖板（9），所述上盖板（2）、上垫板Ⅰ（3）、上垫板Ⅱ（4）、下垫板Ⅰ（7）、下垫板Ⅱ（8）、下盖板（9）与冻结管（1）之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈（21），所述加载系统包括伺服仪（10）、高压软管（11）、加压腔（12）与压力表（13），所述加压腔（12）设置在上盖板（2）与上垫板Ⅰ（3）之间，上盖板（2）上开设有两个螺纹孔，所述压力表（13）紧固在一个螺纹孔中与加压腔（12）连通，所述高压软管（11）与另一个螺纹孔连通，所述伺服仪（10）通过高压软管（11）与加压腔（12）连通，所述高压软管（11）上还设有高压球阀（14），所述制冷系统包括盐水冷浴（17）、循环管路（15）与循环泵（18），所述盐水冷浴（17）的两端分别通过循环管路（15）与冻结管（1）的两端连接，所述循环泵（18）设置在盐水冷浴（17）出水端与冻结管（1）之间的循环管路（15）上。...
【技术特征摘要】
1.一种均载均温冻结试验装置，其特征在于，包括试验系统、加载系统和制冷系统，所述试验系统包括试验筒、上盖板（2）、下盖板（9）和冻结管（1），所述试验筒包括筒体（5），所述上盖板（2）与筒体（5）顶端面紧固连接，所述下盖板（9）与筒体（5）底端面紧固连接，筒体（5）内顶部由上到下依次紧挨设置有上垫板Ⅰ（3）和上垫板Ⅱ（4），上垫板Ⅰ（3）和上垫板Ⅱ（4）的外径与筒体（5）的内径相适配，筒体（5）内底部由下到上依次紧挨设置有下垫板Ⅱ（8）和下垫板Ⅰ（7），下垫板Ⅰ（7）和下垫板Ⅱ（8）的外径与筒体（5）的内径相适配，所述上盖板（2）、下盖板（9）、上垫板Ⅰ（3）、上垫板Ⅱ（4）、下垫板Ⅰ（7）、下垫板Ⅱ（8）与筒体（5）之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈（21），上垫板Ⅱ（4）与下垫板Ⅰ（7）之间的筒体（5）内填充土样（6），所述冻结管（1）纵向设置在试验筒筒体（5）内，并由上至下依次贯穿上盖板（2）、上垫板Ⅰ（3）、上垫板Ⅱ（4）、下垫板Ⅰ（7）、下垫板Ⅱ（8）、下盖板（9），所述上盖板（2）、上垫板Ⅰ（3）、上垫板Ⅱ（4）、下垫板Ⅰ（7）、下垫板Ⅱ（8）、下盖板（9）与冻结管（1）之间的接触面均设置有密封槽，所述密封槽内均设置有O型密封圈（21），所述加载系统包括伺服仪（10）、高压软管（11）、加压腔（12）与压力表（13），所述加压腔（12）设...
【专利技术属性】
技术研发人员：张博，杨维好，黄家会，张文，杨权威，胡琛琛，棘怀海，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32
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