[發明專利]一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗方法及裝置

在審

• 申請號: 201811113433.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109083206A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 尚文濤;徐希忠
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）選取試驗材料：選擇待檢地區的土壤，取適量土壤用保鮮膜密封保存；

（2）制作土工模型：將密封保存的土壤取出，制作成一定形狀的土工模型，將土工模型置于模型箱中，土工模型緊貼在模型箱的底部和側壁上，土工模型的不同深度處埋設有土壓力盒，土工模型中部埋設有溫度傳感器；

（3）調試設備：將模型箱置于土工離心機的一個吊斗中，土工離心機的另一個吊斗中放置配重；模型箱的透明觀察窗外分別設置攝像機，調整攝像機的拍攝角度使其可拍攝到土工模型；

（4）開始試驗：1）將冷熱蓋體蓋設在模型箱上，設定土工離心機的運行G值和運行時間并開啟土工離心機；

2）循環開啟制冷裝置、制熱裝置，通過溫度傳感器實時監測土工模型的內部溫度；先開啟制冷裝置，當監測到的溫度達到預設的土工模型冷凍溫度時，停止制冷，同時開啟制熱裝置，當監測到的溫度達到預設的土工模型融化溫度時，停止制熱，同時開啟制冷裝置，由此不斷循環；

3）通過測量系統，監測土工模型在循環凍融過程中的失穩情況。

2.一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗裝置，其特征在于包括有：

模型箱，所述模型箱安裝在土工離心機的吊斗中，模型箱為一頂部敞開的箱體結構；

透明觀察窗，所述模型箱的側壁上設有至少一個透明觀察窗，用于觀察模型箱內土壤凍融情況；

冷熱蓋體，所述冷熱蓋體的下端面可密封蓋設在模型箱的頂部，冷熱蓋體的下端面上安裝有制冷裝置、制熱裝置，從而將模型箱中的土壤進行冷凍或者融化；

測量系統，所述測量系統包括有土壓力盒、溫度傳感器、攝像機，分別用于采集土工模型的實時土應力、土工模型的內部實時溫度、土工模型的實時狀態。

3.根據權利要求2所述的一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗裝置，其特征在于：所述冷熱蓋體的下端面上設有隔冷熱板，隔冷熱板的中部垂直設有一個擋板將冷熱蓋體分為制冷區、制熱區，所述制冷裝置安裝在制冷區，制熱裝置安裝在制熱區。

4.根據權利要求3所述的一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗裝置，其特征在于：所述制冷裝置采用由制冷壓縮機、蒸發器、冷凝器、膨脹閥構成的制冷劑回路進行制冷。

5.根據權利要求3所述的一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗裝置，其特征在于：所述制熱裝置采用電加熱裝置或蒸汽制熱裝置。

6.根據權利要求5所述的一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗裝置，其特征在于：所述電加熱裝置包括有電加熱棒，所述電加熱棒均勻布置在冷熱蓋體的制熱區端面上。

7.根據權利要求4所述的一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗裝置，其特征在于：所述蒸汽制熱裝置包括有蒸汽盤管，所述蒸汽盤管盤設在冷熱蓋體的制熱端面上，蒸汽盤管的一端連接蒸汽源、另一端連接冷凝管。

8.根據權利要求2所述的一種土工離心機模擬凍融循環過程的試驗裝置，其特征在于：所述土壓力盒、溫度傳感器、攝像機的信號輸出端分別與信息處理單元的信號輸入端連接，信息處理單元的信號輸出端與制冷裝置、加熱裝置控制連接。