本发明专利技术提供了一种便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，涉及建筑工程技术领域，包括：取土组件，用于取样以及盛放土样，整体密封置于保温组件内部；调温组件，环绕在取土组件外部，用于调节土样温度，以对土样进行冻结或融化；传感器组件，设置在取土组件内部，用于监测土样温度；保温组件，套设在取土组件外部，内部盛装液体保温介质，用于隔离外界温度对土样的影响；测量组件，连通保温组件，通过吸纳或释放保温介质的方式获取土样体积的变化量。该装置能够在取样现场即刻将试样进行冻融试验并实时测量冻胀融缩体积，提高检测精度。提高检测精度。提高检测精度。
【技术实现步骤摘要】
一种便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置
[0001]本专利技术涉及建筑工程
，具体而言，涉及一种便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置。
技术介绍
[0002]人工地层冻结法施工技术是通过低温冷媒在冻结系统中的循环，将所需冻结的土层中的热量进行热质交换，通过人工制冷，使土体中的热量逐渐带出、降温达至冻结温度，形成一种连续性好、强度高且具有封闭隔水性质的临时强度固体。无论是冻土区工程建设，或是地下工程使用人工冻结法处理围岩土体，针对不同的围岩土体类型及赋存环境，需要对土体的冻胀特性进行试验与分析，以预测和指导现场实际操作可能遇到的各种问题。
[0003]目前土体冻胀试验普遍为现场取样，送至实验室进行试验，但是在运送过程含水量等性质会发生变化。在实验室中，大部分试验方案基于使用冻融循环试验机进行试验，实质即将土样放置于制冷冰柜中，但对于样品的保护、约束没有统一的方式，无法实时监测土体冻胀的体积变化，且由于试验机中的构造及大小限制，一般无法加入相关检测设备。
[0004]因此，如何设计一种操作便捷测量精度高的土样检测装置成为需要解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，提供了一种便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，能够实时监测土体冻胀的体积变化。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：一种便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，包括：取土组件，用于取样以及盛放土样，整体密封置于保温组件内部；调温组件，环绕在取土组件外部，用于调节土样温度，以对土样进行冻结或融化；传感器组件，设置在取土组件内部，用于监测土样温度；保温组件，套设在取土组件外部，内部盛装液体保温介质，用于隔离外界温度对土样的影响；测量组件，连通保温组件，通过吸纳或释放保温介质的方式获取土样体积的变化量。
[0007]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，取土组件底部密封，顶部封有乳胶膜套，以使取土组件整体浸没在保温介质中的情况下能够反应出内部土样的体积变化。
[0008]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，取土组件为底部带有环形刀刃的取土器。
[0009]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，调温组件为便携式冰箱，取土组件放置于便携式冰箱内部。
[0010]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，调温组件为换热导管，导管内部循环热介质或冷冻液，换热导管螺旋环绕在取土组件外部，以便于对取土组件进行加热或降温。
[0011]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，传感器组件具体包括温度传感器和压力传感器，温度传感器为插入型温度传感器或长条形温度传感器，置于土样内部或取土组件的内壁上。
[0012]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，温度传感器有多个，温度传感器对称布置在取土组件的内壁上或土样内部。
[0013]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，温度传感器至少两组，每一组为对称设置的两个温度传感器。
[0014]根据本专利技术提供的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，优选地，保温组件的主体为不锈钢容器，不锈钢容器的内径大于取土组件的外径，其内径接近取土组件与调温螺旋导管组合外径。
[0015]本专利技术取得的有益效果至少包括：可在取样现场进行试验，避免运输途中及实验室取样过程中损失土体含水量等特性造成冻融试验结果不准确的问题，以方便在取样现场即刻将试样进行冻融试验并测量实时变化的冻胀融缩体积。使用本专利技术可同时进行同一土样的冻融循环试验，同时测量冻结土体膨胀的体积，以及融化过程的土样体积变化，土体中的温度可实时监测。
附图说明
[0016]图1示出了根据本专利技术实施例的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置的整体结构示意图。
[0017]图2示出了根据本专利技术实施例的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置的取土组件结构示意图。
[0018]图3示出了根据本专利技术实施例的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置的取土组件密封后的结构示意图。
[0019]图4示出了根据本专利技术实施例的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置的取土组件剖面结构图。
[0020]图5示出了根据本专利技术又一个实施例的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0021]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。
[0022]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0023]如图1、图2、图3和图4所示，本专利技术提供了一种便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，包括：取土组件1，用于取样以及盛放土样，整体密封置于保温组件2内部；调温组件3，环
绕在取土组件外部，用于调节土样温度，以对土样进行冻结或融化；传感器组件，设置在取土组件内部，用于监测土样温度；保温组件，套设在取土组件外部，内部盛装液体保温介质，用于隔离外界温度对土样的影响；测量组件4，连通保温组件，通过吸纳或释放保温介质的方式获取土样体积的变化量；其中，取土组件为取土器，其底部带有环形刀刃5。
[0024]根据上述实施例，优选地，取土组件主体6底部密封，顶部封有乳胶膜套7，以使取土组件整体浸没在保温介质中的情况下能够反应出内部土样的体积变化。
[0025]根据上述实施例，优选地，调温组件为便携式冰箱，取土组件放置于便携式冰箱内部。
[0026]根据上述实施例，优选地，调温组件为换热导管，导管内部循环热介质或冷冻液，换热导管螺旋环绕在取土组件外部，以便于对取土组件进行加热或降温。
[0027]根据上述实施例，优选地，传感器组件具体包括温度传感器9，温度传感器为插入型温度传感器或长条形温度传感器，置于土样内部或取土组件的内壁上。
[0028]根据上述实施例，优选地，多个温度传感器对称设置在取土组件的内壁上或土样。
[0029]根据上述实施例，优选地，保温组件的主体为不锈钢容器，不锈钢容器的内径大于取土组件的外径，其内径接近取土组件与调温螺旋导管组合外径。
[0030]如图3、图4和图5所示，根据本专利技术的又一个实施例，还公开了便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置的具体使用场景：将取土器(取土组件)垂直放置在钻机取出的土样上，利用重力向下压入土中，随后将外部多余土体去除，底部土体切除，即获得盛有土样的取土器。此本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，其特征在于，包括：取土组件，用于取样以及盛放土样，整体密封置于保温组件内部；调温组件，环绕在所述取土组件外部，用于调节土样温度，以对土样进行冻结或融化；传感器组件，设置在所述取土组件内部，用于监测土样温度；所述保温组件，套设在所述取土组件外部，内部盛装液体保温介质，用于隔离外界温度对土样的影响；测量组件，连通所述保温组件，通过吸纳或释放所述保温介质的方式获取土样体积的变化量。2.根据权利要求1所述的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，其特征在于，所述取土组件底部密封，顶部封有乳胶膜套，以使所述取土组件整体浸没在所述保温介质中的情况下能够反应出内部土样的体积变化。3.根据权利要求2所述的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，其特征在于，所述取土组件为底部带有环形刀刃的取土器。4.根据权利要求1所述的便携式土体冻融及冻胀融缩测量装置，其特征在于，所述调温组件为便携式冰箱，所述取土组件放置于所述便携式冰箱内部。5...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丁阳，王沛，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：
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