一种适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置；包括：底座、有机玻璃管、给水系统、集水系统、温度控制系统、数据采集系统；所述温度控制系统设置在所述有机玻璃管的两端面；所述给水系统与所述集水系统分别与所述温度控制系统连接，所述数据采集系统与所述有机玻璃管连接。本实用新型专利技术采用有机玻璃管作为试验试筒，体积较大，忽略粗颗粒土尺寸效应的影响；利用给水系统可以实现水分的定时定量补给，节省了人力；利用温度控制系统实现盐渍土柱在常温、单向冻结和双向冻结等多种条件下的试验，满足不同工况的需求。本实用新型专利技术适用于开放系统下的大体积试件，适应范围广、自动化程度高、测试结果较准确。自动化程度高、测试结果较准确。自动化程度高、测试结果较准确。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置


[0001]本技术属于自动化试验装置领域；尤其涉及一种适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置。

技术介绍

[0002]随着我国“西部大开发”和“一带一路”倡议的不断推进，在盐渍土地区修筑高等级的公路路基已成为不可避免的问题。在盐渍土地区修筑路基时，为了实现就地取材，避免因长运距而提高工程造价，修筑路基时需要把所在地区大量的盐渍土作为路基填料来使用。盐渍土由于具有较强的吸湿性、膨胀性、松胀性、侵蚀和腐蚀性，因此会造成公路路基的盐胀、溶陷等病害，进而影响道路的整体通行能力和行车舒适性、安全性。盐渍土路基的破坏程度与盐渍土中的含盐量密切相关，实际使用时，随着雨水的冲刷和地表水的入渗，盐渍土中的盐分和一些很小的土颗粒会随入渗水进入地下水中，盐分随之减少，这样会使原本密实的路基中产生许多的孔隙，降低整体强度，出现许多的溶陷孔洞，发生溶陷现象，还会出现翻浆等病害，引起路基的不稳定，严重影响到交通运输安全。对于盐湖地区，盐渍土对公路路基稳定性的影响更为严重。特殊的自然地质条件形成了盐湖地区大面积的强、过盐渍土，且较高的地下水位缩短了毛细水的上升路径，加剧了毛细水的上升，高矿化度的地下水也加剧了非盐渍土路基的次生盐渍化，修筑在盐湖地区的路基极易受水分、盐分迁移的影响，发生溶陷、冻胀、翻浆等道路病害，对路基的稳定性和路面的使用性能产生不利的影响。但是，在某些特定的情况下，盐渍土路基的盐胀率和溶陷率会在可控的允许范围内，并不会出现常见的道路病害，对交通运输安全的影响可以考虑忽略。比如，作为路基填料的盐渍土易溶盐含量较小或者所含易溶盐种类对路基病害无实质性作用的时候，路基内部所设隔断层有效的时候，盐渍土通过改良达到使用要求后再作为路基填料；路基所处位置的含水率不大且变化不明显的时候等特定情况。所以，盐渍土地区路基修筑之前需要对盐渍土填料进行易溶盐含量测试，并获得其在特定工况下的盐胀率、溶陷率以及毛细水上升高度等参数。根据目前的盐渍土盐胀和溶陷机制，可知盐胀和溶陷的诱因是水分和盐分在盐渍土路基内部的不断迁移，即盐分和水分在多种因素作用下发生迁移，从而引起路基内部水盐状态发生变化，使得路基产生盐胀或者溶陷。实际工程中，经常通过设置隔断层的方法来隔断水盐在路基内部的迁移，但是隔断层设置缺少系统理论的指导，往往还是依靠经验，针对隔断层设置的合理性也缺乏相应的试验设备来验证。而内陆盐渍土分布区大多干旱少雨且蒸发量大，昼夜温差大，容易形成水盐迁移所需的温度梯度，因此，无论是工程上还是室内试验、常温下还是冻融循环下都需要一个能够验证隔断层设置合理性的试验设备。而传统仪器所用的有机玻璃管内径较小(直径4.0cm)，与实际路基中的迁移通道差别较大，不能忽略粗颗粒土的尺寸效应，且所装土样要求风干，不便于控制土的密度，无法达到要求的压实度，不便于模拟公路路基各层的实际压实度，温度控制实施较困难，没有办法直接测试冻融循环作用下毛细管水上升高度，无法模拟盐渍土在常温、单向冻结和双向冻结等多种自然环境条件下的水盐迁移高度。而且，传统仪器所需人工干预较多，监测过程操作量大，试验
结果离散性较大，测试精度较差。
[0003]因此，传统试验得到的结果满足不了不同等级公路路基设计的要求，对工程建设的参考价值有一定的局限性。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供了一种适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置。
[0005]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本技术涉及一种适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置，包括：底座10、安装在所述底座10上的有机玻璃管2、给水系统、集水系统、温度控制系统、数据采集系统；所述温度控制系统设置在所述有机玻璃管2的两端面；所述给水系统与所述集水系统分别与所述温度控制系统连接，所述数据采集系统与所述有机玻璃管2连接；
[0007]所述给水系统，包括：补水槽(6)、储水桶(19)、定时器(20)、流量阀(21)；
[0008]所述集水系统为集水槽(12)；
[0009]所述集水系统为集水槽12，所述集水槽12通过软管11与所述温度控制系统连接；所述集水槽12通过出水口7与补水槽6相通，实现水分的收集与循环；盐渍土柱4的下端与由补水槽6、出水口7、储水桶19、定时器20、流量阀21和进水口22 组成的给水系统连接，给水系统通过进水口22接入补水槽6与有机玻璃管2下端的有机玻璃管下端进水口8相联通，实现水分补给。
[0010]所述温度控制系统，包括：上端制冷装置1、下端制冷装置9、上端低温恒温槽(5)和下端低温恒温槽(23)；上端制冷装置1设有上端制冷液进口27，通过上端循环软管25与所述上端低温恒温槽5连接；所述上端低温恒温槽5通过连接上端循环软管25为盐渍土柱4的上端提供冷源传导；所述下端制冷装置9设有下端制冷液进口29，通过下端循环软管24与所述下端低温恒温槽23连接；上端制冷装置 1的上端制冷液进口27与上端循环软管25连接，上端制冷装置内腔26与上端制冷液进口27相通。
[0011]所述上端制冷装置1和下端制冷装置9均包括相互密封扣合的上盖和下盖以及中间的橡胶密封圈，下盖设有制冷液体流通的空腔。
[0012]所述下端制冷装置9连接下端低温恒温槽23，下端低温恒温槽23通过连接下端循环软管24为盐渍土柱4的下端提供冷源传导。所述下端制冷装置9的下端制冷液进出口29和部分给水系统与底座10一体化，下端制冷液进出口29与下端循环软管24连接，下端制冷装置内腔28与下端制冷液进出口29相通。
[0013]所述数据采集系统，包括：数据采集器16和计算机17。
[0014]优选地，所述底座10与下端制冷装置9一体化。
[0015]优选地，所述有机玻璃管2的内部设有盐渍土柱4，其外表面包裹有隔热保温层3，所述有机玻璃管2和隔热保温层3均设有匹配的传感探头安装孔18。
[0016]优选地，所述数据采集系统设置有传感探头，其传感探头的一端埋设在盐渍土柱4内；传感探头分别为：温度传感探头13、水分传感探头14和盐分传感探头 15。
[0017]优选地，所述传感探头通过数据采集器16连接计算机17。
[0018]优选地，所述盐渍土柱4的下端分别与补水槽6、下端低温恒温槽23、储水桶19连
接。
[0019]优选地，所述上端制冷装置1连接上端低温恒温槽5，所述上端低温恒温槽5 通过连接上端循环软管25为所述盐渍土柱4的上端提供冷源传导。
[0020]优选地，所述上端制冷装置1的上端制冷液进出口27与上端循环软管25连接，上端制冷装置内腔26与上端制冷液进出口27相通；
[0021]所述下端制冷装置9连接下端低温恒温槽23，所述下端低温恒温槽23通过连接下端循环软管24为盐渍土柱4的下端提供冷源传导。
[0022]优选地，所述下端制冷液进出口29与底座10一体化，下端制冷液进出口 29与下端循环软管24连接，下端制冷装置内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置，其特征在于，包括：底座(10)、安装在所述底座(10)上的有机玻璃管(2)、给水系统、集水系统、温度控制系统、数据采集系统；所述温度控制系统设置在所述有机玻璃管(2)的两端面；所述给水系统与所述集水系统分别与所述温度控制系统连接，所述数据采集系统与所述有机玻璃管(2)连接；所述给水系统，包括：补水槽(6)、储水桶(19)、定时器(20)、流量阀(21)；所述集水系统为集水槽(12)；所述温度控制系统，包括：上端制冷装置(1)、上端低温恒温槽(5)、下端制冷装置(9)和下端低温恒温槽(23)；所述数据采集系统，包括：数据采集器(16)和计算机(17)。2.如权利要求1所述的适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置，其特征在于，所述底座(10)与下端制冷装置(9)一体化。3.如权利要求1所述的适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置，其特征在于，所述有机玻璃管(2)的内部设有盐渍土柱(4)，其外表面包裹有隔热保温层(3)，所述有机玻璃管(2)和隔热保温层(3)均设有匹配的传感探头安装孔(18)。4.如权利要求1所述的适用于多环境可控温的水盐迁移自动化试验装置，其特征在于，所述数据采集系统设置有传感探头，其传感探头的一端埋设在盐渍土柱(4)内；传感探头分别为：温度传感探头(13)、水分传感探头(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐安花，王鹏程，房建宏，熊锐，马建华，靳生盛，王新燕，王智超，吴振蓬，
申请(专利权)人：青海交通职业技术学院，
类型：新型
国别省市：