一种调节土体温度的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种调节土体温度的试验装置及方法，其属于岩土试验技术领域，调节土体温度的试验装置包括容器、温控组件、循环水泵和温度传感器，容器包括内层箱体和外层箱体，内层箱体中用于盛放土体，内层箱体的周向和底部均与外层箱体间隔设置以形成容置空间，容置空间用于盛放导热液体；多组温控组件设置于容置空间内，温控组件包括半导体芯片，能够制冷或者制热；循环水泵设置于容置空间内，循环水泵用于控制容置空间内的导热液体流动；多个温度传感器排布于土体的中心位置以及绕中心位置的多个环形位置。调节土体温度的试验方法采用上述调节土体温度的试验装置，自内向外层层调节，保证了土体温度均匀，缩短了调节时间。

【技术实现步骤摘要】
一种调节土体温度的试验装置及方法
本专利技术涉及岩土试验
，尤其涉及一种调节土体温度的试验装置及方法。
技术介绍
土的力学性质在建筑工程、道路桥梁工程、地下空间工程、水利工程等领域都具有非常重要的意义，是许多工程中必须掌握的基础特征。土体的抗剪强度是其力学性质中非常重要的一项指标，抗剪强度包括粘聚力和内摩擦角，抗剪强度在计算地基承载力、边坡稳定性等方面都是非常重要的。随季节变化，环境温度改变很大，土体的力学性质也会有一定变化。目前对土体力学性质的研究主要是取土体样品在室内进行试验，试验的环境温度一般都是室温，测得的土体的力学参数也只是在室温条件下的指标，不考虑在不同温度下土体力学参数的变化，不能体现土体的真实力学性质。现有技术中虽有对土体样品进行温度调节的装置，但主要以传统制冷剂系统为主，包括液体气化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷等，这些制冷方式普遍存在环境污染、噪声大、体积大、寿命无法保证等缺陷。而且存在温度施加精准度难以控制，不易应用于室内试验模型的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种调节土体温度的试验装置及方法，以便于精准均匀地调节土体温度。如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：一种调节土体温度的试验装置，包括：容器，包括内层箱体和外层箱体，所述内层箱体中用于盛放土体，所述内层箱体的周向和底部均与所述外层箱体间隔设置以形成容置空间，所述容置空间用于盛放导热液体；多组温控组件，设置于所述容置空间内，多组所述温控组件绕所述内层箱体的周向间隔设置，所述温控组件包括半导体芯片，能够制冷或者制热；循环水泵，设置于所述容置空间内，所述循环水泵用于控制所述容置空间内的所述导热液体流动；多个温度传感器，排布于所述土体的中心位置以及绕所述中心位置的多个环形位置上。其中，所述容置空间内设置有多个导流片，多个所述导流片绕所述内层箱体的周向间隔设置，所述导流片沿所述导热液体的流动方向倾斜设置以对所述导热液体导流。其中，所述导流片的一端与所述内层箱体固定连接，另一端与所述外层箱体之间形成间隙，所述导流片的延伸方向与所述导热液体的流动方向之间形成锐角。其中，所述温控组件还包括：导热片，与所述半导体芯片的下表面贴合，所述导热片于所述容置空间内自上向下延伸；隔板，与所述半导体芯片的上表面贴合；散热结构，与所述隔板贴合。其中，所述散热结构为水循环管道，所述水循环管道呈环形设置，多组所述温控组件的所述隔板均与所述水循环管道贴合。其中，所述导热片包括顶板和与所述顶板连接的两个侧板，所述顶板与所述半导体芯片的下表面贴合，所述侧板上设置有散热片。其中，每个所述环形位置上，对应每组所述温控组件设置有若干个所述温度传感器，若干个所述温度传感器沿所述容器的竖直方向间隔排布。其中，每组所述温控组件包括相邻设置的制冷组件和制热组件，多个所述制冷组件与多个所述制热组件绕所述内层箱体的周向相间排布。一种调节土体温度的试验方法，采用上述的调节土体温度的试验装置，包括：根据中心位置处的温度传感器的温度值，控制温控组件，调节中心位置处的实际温度等于目标温度；根据环形位置上的温度传感器的温度值，控制温控组件，自内向外，依次调节每一个环形位置处的实际温度等于目标温度。其中，每一个所述环形位置上设置有多个所述温度传感器，当部分所述温度传感器的温度值达到目标温度时，则关闭与已达标的所述温度传感器对应的所述温控组件。本专利技术的有益效果：本专利技术提出的调节土体温度的试验装置，温控组件包括半导体芯片，利用半导体特性进行制冷或者制热，无需制冷剂，环保性好，无噪声，调节温度精确迅速，能够实现土体的快速有效的降温、升温，温度变化范围大。通过循环水泵促进导热液体在容置空间内流动，使得导热液体与内层箱体充分接触，换热更均匀，内层箱体的温度变化更均匀。多个温度传感器的排布位置，能够对土体进行全面监测，以保证土体的温度均匀。本专利技术提出的调节土体温度的试验方法，通过自内向外层层调节的方式，保证了土体温度均匀，缩短了调节时间。附图说明图1是本专利技术实施例提供的调节土体温度的试验装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的调节土体温度的试验装置的分解结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的调节土体温度的试验装置的俯视图；图4是本专利技术实施例提供的调节土体温度的试验装置的剖视图；图5是图4的A处的放大图；图6是本专利技术实施例提供的温控组件的结构示意图。图中：11、内层箱体；12、外层箱体；2、温控组件；21、半导体芯片；22、导热片；23、隔板；24、散热结构；25、散热片；3、循环水泵；4、温度传感器；5、控制组件；6、导流片。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。参见图1至图6，本专利技术实施例提供一种调节土体温度的试验装置，能够对土体样品进行温度调节，以便于后续对土体的力学性质进行测试。调节土体温度的试验装置包括容器、温控组件2、循环水泵3和温度传感器4，容器包括内层箱体11和外层箱体12，内层箱体11中用于盛放土体，内层箱体11的周向和底部均与外层箱体12间隔设置以形成容置空间，容置空间用于盛放导热液体；温控组件2设置有多组且位于容置空间内，多组温控组件2绕内层箱体11的周向间隔设置，温控组件2包括半导体芯片21，能够制冷或者制热；循环水泵3设置于容置空间内，循环水泵3用于控制容置空间内的导热液体流动；温度传感器4设置有多个且排布于土体的中心位置以及绕中心位置的多个环形位置上。调节土体温度的试验装置还包括控制组件5，控制组件5设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调节土体温度的试验装置，其特征在于，包括：/n容器，包括内层箱体(11)和外层箱体(12)，所述内层箱体(11)中用于盛放土体，所述内层箱体(11)的周向和底部均与所述外层箱体(12)间隔设置以形成容置空间，所述容置空间用于盛放导热液体；/n多组温控组件(2)，设置于所述容置空间内，多组所述温控组件(2)绕所述内层箱体(11)的周向间隔设置，所述温控组件(2)包括半导体芯片(21)，能够制冷或者制热；/n循环水泵(3)，设置于所述容置空间内，所述循环水泵(3)用于控制所述容置空间内的所述导热液体流动；/n多个温度传感器(4)，排布于所述土体的中心位置以及绕所述中心位置的多个环形位置上。/n

【技术特征摘要】
1.一种调节土体温度的试验装置，其特征在于，包括：
容器，包括内层箱体(11)和外层箱体(12)，所述内层箱体(11)中用于盛放土体，所述内层箱体(11)的周向和底部均与所述外层箱体(12)间隔设置以形成容置空间，所述容置空间用于盛放导热液体；
多组温控组件(2)，设置于所述容置空间内，多组所述温控组件(2)绕所述内层箱体(11)的周向间隔设置，所述温控组件(2)包括半导体芯片(21)，能够制冷或者制热；
循环水泵(3)，设置于所述容置空间内，所述循环水泵(3)用于控制所述容置空间内的所述导热液体流动；
多个温度传感器(4)，排布于所述土体的中心位置以及绕所述中心位置的多个环形位置上。


2.根据权利要求1所述的调节土体温度的试验装置，其特征在于，所述容置空间内设置有多个导流片(6)，多个所述导流片(6)绕所述内层箱体(11)的周向间隔设置，所述导流片(6)沿所述导热液体的流动方向倾斜设置以对所述导热液体导流。


3.根据权利要求2所述的调节土体温度的试验装置，其特征在于，所述导流片(6)的一端与所述内层箱体(11)固定连接，另一端与所述外层箱体(12)之间形成间隙，所述导流片(6)的延伸方向与所述导热液体的流动方向之间形成锐角。


4.根据权利要求1所述的调节土体温度的试验装置，其特征在于，所述温控组件(2)还包括：
导热片(22)，与所述半导体芯片(21)的下表面贴合，所述导热片(22)于所述容置空间内自上向下延伸；
隔板(23)，与所述半导体芯片(21)的上表面贴合；
散热结构(24)，与所述隔板(23)贴合。

【专利技术属性】
技术研发人员：寇海磊，陈琦，周楠，田华，刘家辉，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37