[發明專利]溫度梯度作用下土體變形及水分遷移特性測試裝置和方法

有效

• 申請號: 201310280907.3
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103344748A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 孫文靜;孫德安;于響
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種溫度梯度作用下土體變形及水分遷移特性測試裝置，包括試樣室（13），溫度梯度控制裝置以及溫度和含水量采集裝置，其特征在于：所述試樣室（13）由內套筒（6）、外套筒（7）、中間夾層、上蓋板（18）和下蓋板（1）構成，在內套筒（6）與外套筒（7）的側面開有豎直均布的4個圓孔（23），圓孔（23）內插有溫度水分傳感器探頭（11）；由螺栓（12）將內套筒（6）、外套筒（7）與上蓋板（18）和下蓋板（1）緊密連接成一體；所述溫度梯度控制裝置是：一個下端高溫水浴箱（26）和一個上端低溫水浴箱（15）通過全密閉循環管道（24）分別接通放置于試樣室（13）內部的一個上下加熱室（2）和置于內套筒（6）內試樣（10）兩端的上下傳熱板（4）；所述溫度和含水量采集裝置采用土體水分溫度測試裝置是所述傳感器探頭（11）連接數據采集裝置；下端高溫水浴箱(26)和上端低溫水浴箱(15)采用溫度控制器設定預期目標溫度；所述全密閉循環管道（24）上設有循環水泵（20）；所述試樣（10）是直徑為50mm±1mm，高為100mm±2mm的圓柱形試樣，在試樣（10）上預先沿圓周方向畫四個圓圈（14），將試樣（10）劃分為4個區域，用來在試驗結束后量測不同溫度和含水量區域試樣（10）的豎向變形量。

2.根據權利要求1所述的溫度梯度作用下土體變形及水分遷移特性測試裝置，其特征在于：所述試樣室（13）的內套筒（6）和外套筒（7）均為有機玻璃材料，內套筒（6）與外套筒（7）之間的中間夾層為隔熱保溫材料（8）；內套筒（6）內徑為50mm±0.1mm，外徑為66mm±0.1mm，高度為150mm±0.1mm，壁厚為8mm±0.2mm；外套筒（7）內徑為84mm±0.1mm，外徑為100mm±0.1mm，高度為150mm±0.1mm，壁厚為8mm±0.2mm；在內套筒（6）內壁距上下端面15mm±0.1mm處有一環形凹槽（17），用來固定傳熱板（4）；該凹槽（17）的半徑為1mm±0.1mm；在內套筒（6）與外套筒（7）的側面分別開有一豎排4個圓孔（23），直徑為5mm±0.1mm，圓心距內套筒（6）與外套筒（7）底部距離依次為38mm±0.1mm，63mm±0.1mm，88mm±0.1mm，113mm±0.1mm，用來插入溫度水分傳感器探頭（11），傳感器不銹鋼探頭（11）入土深度為25mm±0.5mm，直徑為3mm±0.1mm；在內套筒（6）內側4個圓孔（23）周圍開有長方形槽(25)，寬度為20mm±1mm，高度為106mm±1mm，深度為3mm±0.1mm；該方形槽（25）中放置橡膠墊(9)，該橡膠墊(9)上預開4個小孔與內套筒(6)側面的豎排4個圓孔（23）匹配；在內套筒(6)與外套筒(7)的豎排4個圓孔（23）處塞橡木塞(19)，外徑為5mm±0.1mm，深度為25mm±0.5mm，橡木塞(19)中間設孔，孔的直徑與溫度水分傳感器(11)尺寸相匹配，為3mm±0.1mm。

3.根據權利要求1所述的溫度梯度作用下土體變形及水分遷移特性測試裝置，其特征在于：所述上下加熱室（2）為不銹鋼容器，分別置于試樣（10）兩側，高度為30mm±0.2mm，底面直徑為46mm±0.1mm；密閉循環管道（24）為不銹鋼材料，管路直徑為2mm±0.1mm；水分溫度傳感器（11）穿過內套筒(6)和外套筒(7)側面的圓形小孔(23)，插入試樣室(13)內的試樣(10)；圓形小孔（23）直徑為5mm±0.1mm，傳感器（11）不銹鋼探頭入土深度為25mm±0.5mm，直徑為3mm±0.1mm；傳熱板(4)為不銹鋼材料，置于試樣(10)兩側，直徑為50mm±1mm，高度為20mm±0.5mm；在傳熱板(4)中間位置設有一環形凹槽(17)，該凹槽(17)半徑為1mm±0.1mm，用來放置橡皮圈(5)，橡皮圈(5)半徑與傳熱板(4)的環形凹槽(17)與內套筒(6)內壁的環形凹槽(17)匹配，為1mm±0.1mm。