【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冻胀力试验设备领域，特别涉及一种冻土冻胀力与位移测试试验装置。
技术介绍
1、冻土是一种温度低于0℃且被冰胶结形成的四相介质。广泛分布于我国青藏高原，北方，高山等地区。冻胀力对于工程建设例如地基设计，地下埋设管道，上覆建筑物，路基抬升等都有重要影响。因此冻胀力对于寒区工程建设有着重要的指导意义和研究价值。目前室内试验测试冻胀力的方法大多采用测力计置于土样上方，通过反力架，限制整体竖向位移来测冻胀力。但此方法只能测得土样顶部的整体冻胀力，无法得到局部的力与变形关系。因此，设计一种能够测量土体内不同位置不同高度的冻胀力，并在测冻胀力过程中得到其实时竖向位移的试验装置对于研究土体冻胀过程中应力-应变发展关系及沿深度的分布具有重要的意义。
技术实现思路
1、专利技术的目的在于提供一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，解决了
技术介绍
中提到的问题。
2、本专利技术是这样实现的，一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，该冻土冻胀力与位移测试试验装置包括：固定系统、设置在所述固定系统上的土样罐、置于所述土样罐内的传感器系统以及设置在所述固定系统上的温控系统；设计一种能够测量土体内不同位置不同高度的冻胀力，并在测冻胀力过程中得到其实时竖向位移的试验装置对于研究土体冻胀过程中应力-应变发展关系及沿深度的分布具有重要的意义。
3、本专利技术的进一步技术方案是：所述土样罐为圆柱状中空结构，所述土样罐的外壁设有贯穿所述土样罐筒壁的插孔，所述土样罐的外壁设有矩形槽口，该装置为圆柱形
4、本专利技术的进一步技术方案是：所述固定系统包括：上固定板、下固定板以及支撑杆，所述支撑杆的底端与所述上固定板连接，所述支撑杆的顶端与所述上固定板连接，支撑杆内壁绝缘处理。
5、本专利技术的进一步技术方案是：所述下固定板上设有环形槽，所述支撑杆上设有与所述矩形槽口数量相同且位置对应的槽口，所述支撑杆上设有螺纹孔并置于所述槽口的上方。
6、本专利技术的进一步技术方案是：所述支撑杆顶部中心位置设有通孔，所述支撑杆与所述上固定板以及下固定板之间通过固定螺母固定。
7、本专利技术的进一步技术方案是：所述传感器系统包括：压力传感器、滑动杆、数据线、电阻块以及位移探头，所述压力传感器通过侧面的接口与所述滑动杆连接，所述数据线的一端贯穿所述滑动杆并与所述压力传感器电性连接，所述电阻块的一端与所述滑动杆连接，所述位移探头设置在所述螺纹孔内并与所述电阻块相接，所述位移探头与所述螺纹孔螺纹连接。
8、本专利技术的进一步技术方案是：所述滑动杆设置在所述槽口内，所述滑动杆上设有外螺纹，所述外螺纹上设有螺母，所述电阻块置于所述通孔内。
9、本专利技术的进一步技术方案是：所述控温系统包括：上控温板与下控温板，所述上控温板置于所述土样罐的内顶部，所述下控温板与所述下固定板为一整体结构；土中含有水，水冻结会使得体积增大9％，从而使整个土样产生冻胀现象，土体沿土样罐竖直向上膨胀，埋在土中的传感器会随着土样冻胀产生竖向位移。本装置控制单向冻结，土在冻结过程中，顶部的土先开始冻结，冻结锋面逐渐向下移动，所以土体沿竖直方向冻结的时间不同步，每一传感器在竖直方向产生位移的时间和大小不同，可以实现测量不同位置的力和位移。
10、本专利技术的进一步技术方案是：所述上控温板设置在壳体内部的环形冷液通道以及设置在所述壳体上并与所述环形冷液通道连通的进液口以及出液口；所述下控温板与所述上控温板的结构相同。
11、本专利技术的有益效果：在不同高度安装压力传感器，实现测量土体内不同位置不同高度的冻胀力；在闭合电路中接入电阻，当传感器由于土体冻胀发生移动时，使接入的电阻值发生改变，导致电流值变化，由此可得到每一传感器的实时竖向位移；实现每一传感器位置处冻胀力与位移的同步实时监测，对于研究土体冻胀过程中应力-应变发展关系及沿深度的分布具有重要的意义。
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1.一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，该冻土冻胀力与位移测试试验装置包括：固定系统、设置在所述固定系统上的土样罐(1)、置于所述土样罐内的传感器系统以及设置在所述固定系统上的温控系统。
2.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述土样罐(1)为圆柱状中空结构，所述土样罐的外壁设有贯穿所述土样罐筒壁的插孔(3)，所述土样罐的外壁设有矩形槽口(2)。
3.根据权利要求2所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述固定系统包括：上固定板(4)、下固定板(5)以及支撑杆(7)，所述支撑杆(7)的底端与所述上固定板(4)连接，所述支撑杆(7)的顶端与所述上固定板(5)连接。
4.根据权利要求3所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述下固定板(5)上设有环形槽(6)，所述支撑杆(7)上设有与所述矩形槽口(2)数量相同且位置对应的槽口(8)，所述支撑杆(7)上设有螺纹孔(9)并置于所述槽口(8)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述
6.根据权利要求5所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述传感器系统包括：压力传感器(12)、滑动杆(13)、数据线(14)、电阻块(15)以及位移探头(17)，所述压力传感器(12)通过侧面的接口与所述滑动杆(13)连接，所述数据线(14)的一端贯穿所述滑动杆(13)并与所述压力传感器(12)电性连接，所述电阻块(15)的一端与所述滑动杆(13)连接，所述位移探头设置在所述螺纹孔(9)内并与所述电阻块(15)相接，所述位移探头与所述螺纹孔(9)螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述滑动杆(13)设置在所述槽口(8)内，所述滑动杆(13)上设有外螺纹，所述外螺纹上设有螺母(16)，所述电阻块(15)置于所述通孔(10)内。
8.根据权利要求7所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述控温系统包括：上控温板(18)与下控温板，所述上控温板(18)置于所述土样罐的内顶部，所述下控温板与所述下固定板(5)为一整体结构。
9.根据权利要求8所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述上控温板(18)设置在壳体内部的环形冷液通道(19)以及设置在所述壳体上并与所述环形冷液通道(19)连通的进液口(20)以及出液口(21)；所述下控温板与所述上控温板(18)的结构相同。
...【技术特征摘要】
1.一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，该冻土冻胀力与位移测试试验装置包括：固定系统、设置在所述固定系统上的土样罐(1)、置于所述土样罐内的传感器系统以及设置在所述固定系统上的温控系统。
2.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述土样罐(1)为圆柱状中空结构，所述土样罐的外壁设有贯穿所述土样罐筒壁的插孔(3)，所述土样罐的外壁设有矩形槽口(2)。
3.根据权利要求2所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述固定系统包括：上固定板(4)、下固定板(5)以及支撑杆(7)，所述支撑杆(7)的底端与所述上固定板(4)连接，所述支撑杆(7)的顶端与所述上固定板(5)连接。
4.根据权利要求3所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述下固定板(5)上设有环形槽(6)，所述支撑杆(7)上设有与所述矩形槽口(2)数量相同且位置对应的槽口(8)，所述支撑杆(7)上设有螺纹孔(9)并置于所述槽口(8)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种冻土冻胀力与位移测试试验装置，其特征在于，所述支撑杆(7)顶部中心位置设有通孔(10)，所述支撑杆(7)与所述上固定板(4)以及下固定板(5)之间通过固定螺母(11)固定。
6.根据权利要求5所述的一种冻土冻...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永涛，白竞杰，徐湘田，吴勇信，张屹博，韩宝臻，刘宇航，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：
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