一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，无压补水组件通过液体管道和下控温组件相连，下控温组件通过镶嵌与便携式试样筒相连，便携式试样筒通过嵌固与便携式金属块相连，便携式金属块通过螺纹与上控温组件相连；数据采集组件分别与无压补水组件、便携式试样筒、上控温组件连接。本实用新型专利技术使用了无压补水组件、下控温组件、便携式试样筒、便携式金属块及上控温组件，可以实现可变尺寸土体在补水条件下单向冻结，并且可以自动记录实验过程中土体温度、水分、压力、补水量及位移的变化。的变化。的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置


[0001]本技术涉及冻土试验
，具体而言，涉及一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置。

技术介绍

[0002]土体在冻结过程中，土体中水分冻结和盐分结晶，往往会产生冻胀位移，水分迁移的现象，这与冻结深度和冻结锋面的移动速率相关，涉及到水
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热
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力
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位移四场动态耦合过程。我国冻土区分布广泛，随着我国经济的快速发展，在冻土区内的铁路、道路、水利、管道等工程建设不断推进，而冻土区内土体在发生冻结时会产生冻胀位移，可能会导致地下临近管道崩塌，建筑物隆起、开裂等一系列现象，因此关于饱和浸水土层冻结规律的研究尤为重要。
[0003]目前，已有的单向冻结装置大部分采用保温棉进行保温隔热，而包裹保温棉进行隔热，保温效果不好，且受人工操作影响大，对实验结果影响较大。传统单向冻结实验大部分是针对普通含水率土体进行冻结的实验装置，而针对研究补水条件下可变尺寸土体单向冻结的试验的研究，往往会出现制样缓慢、取样过程中对试样进行人为影响，而且由于传统单向冻结仪器上下控温尺寸固定，导致试样尺寸也不能改变，因此，研发一种保温隔热效果好并且在不需要取样就能快速制备饱和土样而且可以控制试样尺寸大小并能应用于单向冻结实验研究的装置显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术的目的是提供一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，旨在解决上述现有技术中针对传统土体单向冻结的试验存在制样困难、取样人工操作影响大、试样筒保温隔热效果差、试样尺寸固定等技术问题。
[0005]本技术采用的技术方案如下：
[0006]一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，其特征在于：包含无压补水组件(1)、下控温组件(2)、便携式试样筒(3)、便携式金属块(4)、上控温组件(5)以及数据采集组件(6)；
[0007]所述无压补水组件(1)通过液体管道与下控温组件(2)连接；
[0008]所述下控温组件(2)通过镶嵌与便携式试样筒(3)相连；
[0009]所述便携式试样筒(3)通过嵌固与便携式金属块(4)相连；
[0010]所述便携式金属块(4)通过螺纹旋转与上控温组件(5)相连；
[0011]所述数据采集组件(6)分别与所述无压补水组件(1)、便携式试样筒(3)以及上控温组件(5)连接。
[0012]所述无压补水组件(1)，包含马氏瓶出气管(11)、马氏瓶水位计(12)、马氏瓶进气管(13)、马氏瓶阀门(14)、马氏瓶补水管(15)及马氏瓶抽气孔(16)；
[0013]所述无压补水组件(1)通过液体管道与下控温组件(2)连接。
[0014]所述下控温组件(2)，包含第一冷却液入口(21)、第一冷却液出口(22)、补水通道(23)、补水及试样筒凹槽(24)、第一循环水浴箱(26)、第一温度控制器(27)及第一冷却液管(28)；
[0015]所述下控温组件(2)通过镶嵌与便携式试样筒(3)相连。
[0016]所述便携式试样筒(3)，包含温度探头(31)、水分探头(32)、抽气孔(33)、阀门 (34)、压力传感器(35)以及真空层支撑件(36)；
[0017]所述便携式试样筒(3)通过嵌固与便携式金属块(4)相连。
[0018]所述便携式金属块(4)，包含第三冷却液入口(41)、第三冷却液出口(42)以及第三冷却液循环槽(43)；
[0019]所述便携式金属块(4)通过螺纹旋转与上控温组件(5)相连。
[0020]所述上控温组件(5)，包含第二冷却液入口(52)、电子位移计(53)、第二冷却液出口(54)、第二温度控制器(55)、第二循环水浴箱(56)及第二冷却液管(57)。
[0021]所述数据采集组件(6)，包含数据采集仪(61)以及电子计算机(62)；
[0022]所述数据采集仪(61)通过导线与所述电子计算机(62)相连。
[0023]所述马氏瓶水位计(12)、温度探头(31)、水分探头(32)、压力传感器(35)以及电子位移计(53)通过导线分别与数据采集仪(61)相连；
[0024]所述下控温组件(2)、上控温组件(5)、便携式金属块(4)内部均设有冷却液循环槽；
[0025]可选的，所述土样的底部铺设滤纸；所述土样的顶部依次铺设滤纸和透水石，用于向土样供水至饱和状态。
[0026]可选的，所述循环冷浴为低温冷浴槽、制冷水浴器，冷却液为50％稀释的乙二醇溶液。
[0027]所述金属块及下底座为铜制作，能够保障实验过程中降温均匀，降温速率较快。
[0028]本技术的有点和产生的有益效果：
[0029]1、本技术采用便携式可更换金属块(4)和便携式试样筒(3)有效解决了传统单向冻结实验由于上下控温结构面积固定导致土样的尺寸也不能改变的问题，使实验更加灵活。
[0030]2、本技术采用双层真空保温结构试验筒有效解决了传统单向冻结实验包裹保温棉带来的保温隔热效果差、受人工操作影响大且实验过程不能直接观察土样的冻结情况的问题。
[0031]3、本技术采用了数据采集组件(6)，能自动记录试验过程中试样的温度、水分、压力、位移及马氏瓶水位的变化，避免了人工读数的误差。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍。
[0033]图1为装置结构示意图；
[0034]图2为下控温组件结构示意图；
[0035]图3为A
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A横剖面示意图；
[0036]图4为C
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C横剖面示意图；
[0037]图5为B
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B横剖面示意图；
[0038]图6为上控温组件下部结构示意图；
[0039]图7为上控温组件下部螺栓示意图；
[0040]图标：1
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无压补水组件；11
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马氏瓶出气管；12
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马氏瓶水位计；13
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马氏瓶进气管；14
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马氏瓶阀门；15
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马氏瓶补水管；16
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马氏瓶抽气孔；2
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下控温组件；21
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第一冷却液入口；22
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第一冷却液出口；23
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补水通道；24
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补水及试样筒凹槽；25
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第一冷却液循环槽；26
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第一循环水浴箱；27
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第一温度控制器；28
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第一冷却液管； 3
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便携式试样筒；31
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温度探头；32
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水分探头；33
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抽气孔；34
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，其特征在于：包含无压补水组件(1)、下控温组件(2)、便携式试样筒(3)、便携式金属块(4)、上控温组件(5)以及数据采集组件(6)；所述无压补水组件(1)通过液体管道与下控温组件(2)连接；所述下控温组件(2)通过镶嵌与便携式试样筒(3)相连；所述便携式试样筒(3)通过嵌固与便携式金属块(4)相连；所述便携式金属块(4)通过螺纹旋转与上控温组件(5)相连；所述数据采集组件(6)分别与所述无压补水组件(1)、便携式试样筒(3)以及上控温组件(5)连接。2.根据权利要求1所述的一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，其特征在于，所述无压补水组件(1)，包含马氏瓶出气管(11)、马氏瓶水位计(12)、马氏瓶进气管(13)、马氏瓶阀门(14)、马氏瓶补水管(15)及马氏瓶抽气孔(16)；所述无压补水组件(1)通过液体管道与下控温组件(2)连接。3.根据权利要求2所述的一种可变尺寸饱和土体单向冻结的试验装置，其特征在于，所述下控温组件(2)，包含第一冷却液入口(21)、第一冷却液出口(22)、补水通道(23)、补水及试样筒凹槽(24)、第一循环水浴箱(26)、第一温度控制器(27)及第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：万旭升，周浩，晏忠瑞，路建国，刘凤云，邱恩喜，王知深，朱济帅，何佑彪，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：