[實用新型]連續變溫式多級梯度凍結儀

有效

• 申請號: 201520169375.0
• 申請日: 2015-03-25
• 公開（公告）號: CN204462047U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 王清;范建華;陳劍平;張文
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本實用新型涉及一種凍土溫度梯級變化試驗模擬方法，尤其是適用于季節凍土區低溫漸變水份遷移的連續變溫式多級梯度凍結儀。

背景技術

吉林省西部屬半干旱溫帶，年蒸發量2.6倍于降雨量，氣溫從冬季-30℃至夏季的35℃，這一特殊的氣候條件使得該地區近地表的土體兼具季凍土、鹽漬土與分散土三種特殊土的特性，由于季凍區人為活動作用引起的土體濕度場、溫度場、地下水力梯度等多場變化，導致近地表土體的物質組成與微觀結構特征變異，引發不同程度的凍脹與再度鹽漬化等復雜工程地質問題。由于鹽漬化的對混凝土的腐蝕作用可能直接危及水泥路面以及灌渠工程的安全、高速公路、高鐵沉陷變形、道路翻漿、輸電線路的上拔等工程地質問題。因此，充分考慮水(Hydro)、熱(Thermal)、鹽(Salt)變化的背景條件下土體結構(Micro-structure)的變異性研究——簡稱HTSM多場耦合環境系統演化研究，對混凝土路基、水利工程的耐久性和建筑物穩定性的評價具有重要的指導意義，為改善寒旱季凍區鹽漬土基礎工程建設的質量提供幫助，具有實際工程價值。

地表的低溫導致了地下凍層具有一定程度的凍深，我國境內不同地區的凍深從0到3、4米不等，為了能描述凍土在地下隨著溫度的變化而引發的水分遷移、結構變異等變化，要求試驗的條件能滿足溫度是既能隨著深度增加低溫呈規律性變化，而且也要求溫度能產生大跨度的梯度變化，以滿足不同實驗條件的要求，一般情況下，為滿足上述實驗條件，就要求有不同溫度變溫箱。現在已研制了變溫箱，但是該箱均是在梯度突變點工作，沒有溫度漸變的功能，因此，使試驗的數據不能有效地模擬實際情況，且試驗數據存在大量的突變點，數據不僅很難處理，也不能真實反映實際情況，總之，不能很好地滿足鹽分的遷移的工程要求和科學研究需要。

發明內容

本實用新型的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種具有良好模擬凍土地層中水、鹽遷移的連續變溫式和多跨度變溫相結合的凍結儀。

本實用新型利用梯級、漸變的溫度來真實地模擬凍土中物質遷移的事實，進行相關的試驗研究。由于土體在凍結過程中溫度的傳遞是漸變的，且隨著深度的增加變化程度不盡相同，在低溫作用下，凍土中的物質隨著凍結時間的持續會產生不斷的遷移，為了更加有效地、真實地還原這一種物理現象，在進行試驗時，根據實際情況的要求，我們可以在不同溫度箱內設置不同的溫度、不同直徑的樣品、原狀或者重塑狀態的樣品進行觀測試驗，以達到研究的目的。

本實用新型利用漸變低溫下凍土中水、鹽遷移的原理，真實有效地模擬實際土體中凍結過程的相關變化，最后為解決水分遷移機理、次生鹽漬化等提供實驗數據。

本實用新型是由絕熱柜體、絕熱柜門、控制系統構成，絕熱柜門鉸接在絕熱柜體上，絕熱柜體中從上至下分別設有第一凍融試驗室、第二凍融試驗室、第三凍融試驗室、第四凍融試驗室和供水槽；第一凍融試驗室、第二凍融試驗室、第三凍融試驗室、第四凍融試驗室和供水槽各相鄰兩者之間間隔有絕熱層，各絕熱層開設有多個貫通的樣品插孔和絕熱孔塞，樣品插孔的上下端口均插設絕熱孔塞，絕熱孔塞主要用于隔絕非實驗插孔引起相鄰凍融試驗室間的熱傳導；第一凍融試驗室、第二凍融試驗室、第三凍融試驗室和第四凍融試驗室均設有觀察窗；控制系統由四個獨立的操作控制裝置構成，四個操作控制裝置分別控制第一凍融試驗室、第二凍融試驗室、第三凍融試驗室和第四凍融試驗室的溫度；第一凍融試驗室的溫度范圍為-30℃～50℃，第二凍融試驗室的溫度范圍為-30℃～常溫，第三凍融試驗室的溫度范圍為-20℃～常溫，第四凍融試驗室的溫度范圍為-20℃～常溫。

本實用新型的有益效果：

能在凍土實驗過程中，實際模擬其水、鹽遷移的過程，實驗過程操作簡便，可以有效地克服以往試驗數據突變引發的混亂的狀態，真實有效地模擬凍土中物質遷移的規律。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視圖。

圖2是本實用新型的俯視圖。

圖3是本實用新型的縱向剖視圖。

具體實施方式