[發明專利]“濕干凍融”條件下土工離心模擬系統中的離心模型箱及其使用方法

在審

• 申請號: 201910402296.2
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110320342A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 蔡正銀;黃英豪;關云飛;高長勝;徐光明;張晨;曹永勇;韓迅;任國峰;顧行文;郭萬里;朱洵;朱銳
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京潤川律師事務所 11643
• 代理人: 張超;周亮

本發明公開了一種“濕干凍融”條件下土工離心模擬系統中的離心模型箱及其使用方法，包括外模型箱、底座、內模型箱、保溫材料、隔熱支撐、進出水口、觀察窗口和排風口。模型箱前后左右四個側板由外到內分別為外模型箱，保溫層和內模型箱，底板由外到內分別為外模型箱、底座和內模型箱，頂部為頂框。保溫層中均勻布置隔熱支撐，頂框與外模型箱側壁均勻布置金屬支撐塊，且焊接連接。外模型箱的前側板中部設置矩形觀察窗口，觀察窗口四周設置金屬條密封，金屬條與外模型箱前側板通過螺栓連接。模型箱前側左上部設置圓形通風口，左側設置圓形進出水口。本發明離心模型試驗箱能夠較好地實現對寒區巖土工程離心模型土樣進行隔熱保溫，提高了試驗精度。

技術領域

本發明屬于室內土力學測量試驗設備領域，具體涉及一種離心“濕干凍融”離心模擬系統中的離心模型箱及其使用方法。

背景技術

離心模型試驗技術在土工領域得到了廣泛應用，復雜工況下的模型模擬對離心試驗設備提出了更高的要求。比如，季凍區的巖土體工程受到溫度場、水分場的周期性作用，經歷“濕干凍融”循環耦合作用，在離心模型試驗中需要精確考慮溫度、水分的循環作用，則需要采用保溫保濕性能良好的模型箱。該種設備在國內研制應用較少，目前尚處于起步階段。

中國專利(CN203981667U)公開了一種凍融變形離心模擬系統中的凍融離心模型箱，所述專利中僅公開了模型箱為具有保溫性能的箱體結構，但并未對模型箱體的具體結構和材質進行具體的設計，本領域公職哦模型箱的具體結構和保溫效果對實驗精度有至關重要的作用。

中國專利(CN203981667U)公開了一種凍融變形離心模擬系統中的凍融離心模型箱，該模擬箱包括熱交換系統和模型箱，熱交換系統覆蓋模型箱的箱口，熱交換系統由密封箱體和設置在密封箱體內的多塊半導體器件組成，多塊半導體器件間隔排列于熱交換底板上，與熱交換底板聯接；在多塊半導體器件間隔處的密封箱體上設有若干傳感器安裝孔，傳感器安裝孔由熱交換頂蓋上的上孔和熱交換底板相對的下孔組成，每個傳感器安裝孔內設有傳感器安裝套，傳感器安裝套內為一通孔，通孔尺寸略大于熱交換板上的下孔，傳感器安裝套上端穿過上孔，并固定在熱交換頂蓋上，底端固定在下孔周邊的熱交換底板上表面。本實用新型結構合理，便于位移傳感器安裝，可實現傳感器靈活調整伸長量，滿足不同土壤模型深度要求。但是上述專利僅公開了模型箱中位移傳感器的設置方式，箱并未具體公開該種模型箱的具體結構。

因此，如何提供一種離心試驗保溫保濕模型箱，以實現更好的隔熱保溫，提高試驗精度，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種離心試驗保溫保濕模型箱，實現對模型土體施加“濕干凍融”耦合作用。

為了達到上述目的，本申請提供如下技術方案。

一種“濕干凍融”條件下土工離心模擬系統中的離心模型箱，所述離心模型箱包括，外模型箱、模型箱底座、內模型箱、保溫層、隔熱支撐、和頂框。

優選的，所述外模型箱置于所述離心模型箱的最外層；所述外模型箱由外模型箱底板和外模型箱側板通過焊接密封制成。

優選的，所述內模型箱置于所述模型試驗箱的最內層；所述內模型箱由多個有機玻璃板通過螺釘緊固連接制成，各有機玻璃板之間設置“O”型密封圈，接縫處涂抹密封膠。

優選的，所述內模型箱和外模型箱之間留有間隙，形成夾層，所述夾層內填充有保溫層和模型箱底座，并設置有隔熱支撐。

優選的，所述保溫層與隔熱支撐均設置于所述內模型箱和外模型箱的側壁之間；所述模型箱底座置于外模型箱底板和內模型箱底板之間；所述隔熱支撐分別緊固連接內模型箱和外模型箱，用于內、外模型箱之間的支撐和緊固聯接。

優選的，所述保溫層的填充材料為高保溫隔熱材料聚氨酯；所述隔熱支撐和模型箱底座的材質均為實心木材。