[發(fā)明專利]氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811518149.3
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109490350A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡田飛;王天亮;劉建勇;盧玉婷;尹趙愛;何亞夢
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N25/58
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 侯迎新

1.一種氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括用于盛放土樣的試樣筒、用于提供冷氣流的冷風(fēng)輸出單元、用于監(jiān)測土樣豎直位移的位移監(jiān)測單元、用于監(jiān)測土樣溫度的溫度監(jiān)測單元、用于監(jiān)測土樣含水量的水分監(jiān)測單元和用于為土樣補(bǔ)充水分的補(bǔ)水單元，所述試樣筒的頂端設(shè)有頂板，底端設(shè)有底板，所述冷風(fēng)輸出單元的冷氣輸出口穿過所述頂板位于所述試樣筒內(nèi)部的頂端，所述位移監(jiān)測單元的測頭穿過所述頂板和所述試樣筒內(nèi)部的土樣表面接觸，所述溫度監(jiān)測單元的探頭穿過所述試樣筒的側(cè)壁位于土樣的內(nèi)部，所述水分監(jiān)測單元的探頭穿過所述試樣筒的側(cè)壁位于土樣的內(nèi)部，所述補(bǔ)水單元的出水口穿過所述底板位于所述試樣筒的底端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述冷風(fēng)輸出單元包括制冷機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和冷媒盤管，所述冷媒盤管的進(jìn)口端通過冷媒連接管連接所述制冷機(jī)的出口端，所述冷媒盤管的出口端通過冷媒連接管連接所述制冷機(jī)的進(jìn)口端，所述鼓風(fēng)機(jī)的扇葉位于所述試樣筒內(nèi)部的頂端，所述冷媒盤管位于所述扇葉的正下方。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述位移監(jiān)測單元為百分表，所述百分表的測頭位于所述試樣筒的內(nèi)部，并與所述土樣的表面接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述溫度監(jiān)測單元包括若干個(gè)溫度傳感器和溫度采集儀，若干個(gè)溫度傳感器連接所述溫度采集儀，所述試樣筒的側(cè)部設(shè)有若干個(gè)溫度監(jiān)測孔，每個(gè)溫度傳感器的探頭穿過一個(gè)溫度監(jiān)測孔進(jìn)入土樣的內(nèi)部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述水分監(jiān)測單元包括若干個(gè)水分傳感器和水分采集儀，若干個(gè)水分傳感器連接所述水分采集儀，所述試樣筒的側(cè)部設(shè)有若干個(gè)水分監(jiān)測孔，每個(gè)水分傳感器的探頭穿過一個(gè)水分監(jiān)測孔進(jìn)入土樣的內(nèi)部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述補(bǔ)水單元包括馬氏瓶、旋塞、玻璃管、補(bǔ)水開關(guān)和多孔補(bǔ)水板，所述旋塞安裝在所述馬氏瓶的頂端，所述玻璃管的一端通過所述旋塞位于所述馬氏瓶的內(nèi)部，所述補(bǔ)水開關(guān)的進(jìn)水口連接所述馬氏瓶底部的出水口，所述補(bǔ)水開關(guān)的出水口連接所述多孔補(bǔ)水板的進(jìn)水口，所述多孔補(bǔ)水板位于所述試樣筒的底端。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣冷式土體凍脹試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括若干條限位桿，若干條限位桿分布安裝在所述頂板和所述底板之間，每條限位桿的一端固定在所述頂板上，另一端固定在所述底板上。

8.一種氣冷式土體凍脹試驗(yàn)方法，其特征在于，包括：

根據(jù)現(xiàn)場土體情況，確認(rèn)土樣的試驗(yàn)條件；

組裝試驗(yàn)裝置，將試樣筒和底板連接，將補(bǔ)水單元的出水口穿過底板位于試樣筒的底端；

向試樣筒中填裝土樣；

安裝冷風(fēng)輸出單元；

安裝并啟動(dòng)位移監(jiān)測單元、溫度監(jiān)測單元和水分監(jiān)測單元；

安裝補(bǔ)水單元；

啟動(dòng)冷風(fēng)輸出單元；

按照不同的試驗(yàn)條件設(shè)計(jì)若干組試驗(yàn)；

對試樣結(jié)果進(jìn)行分析匯總。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣冷式土體凍脹試驗(yàn)方法，其特征在于，確認(rèn)土樣的試驗(yàn)條件的方法為：

對土樣進(jìn)行顆粒級配曲線試驗(yàn)、液限含水率試驗(yàn)、塑限含水率試驗(yàn)、最大干密度試驗(yàn)和最優(yōu)含水率試驗(yàn)，得出土樣的試驗(yàn)條件。