[實用新型]一種模擬路基工程凍融破壞現象的室內試驗裝置

有效

• 申請號: 201920378408.0
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN209690207U
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 康璞;張淼巍;孫鳳軒;魏永青;秦志發;劉濤;張鑫磊;劉維
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 21109 沈陽東大知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉曉嵐<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種模擬路基工程凍融破壞現象的室內試驗裝置，屬于模擬凍融現象的試驗裝置技術領域。所述模擬路基工程凍融破壞現象的室內試驗裝置，包括恒溫箱、設有若干個試樣箱的總箱體、給試樣箱內土體試樣施加豎向壓力的電液伺服壓力機、基于單片機的智能水頭控制系統、顯微觀測系統和數據采集系統，試樣箱的下方依次設有控溫底板、透水石和補水槽，補水槽設有進水閥門和出水閥門，基于單片機的智能水頭控制系統通過進水管與補水槽的進水閥門連接。所述模擬路基工程凍融破壞現象的室內試驗裝置，不僅能夠真實模擬土體水分遷移發展的條件和過程，實時監測水分遷移發展過程中土體細觀結構、水力、力學特性的演變，而且能夠同時測量有關凍融的多種數據。

技術領域

本實用新型涉及模擬凍融現象的試驗裝置技術領域，特別涉及一種模擬路基工程凍融破壞現象的室內試驗裝置。

背景技術

我國季節性凍土地區分布廣泛，周期性的凍結和融化作用是引發路基土水分遷移的主要因素。水分遷移會改變路基土的非飽和狀態，使土體強度下降，穩定性降低，甚至出現凍脹現象，嚴重影響著路基工程的使用性能。道路工程由于沿線跨度長、直接暴露于自然環境中，是水分遷移影響的主要工程之一。特別是位于季節性凍土區的道路工程，在反復的凍結和融化作用下，路基中水分遷移現象明顯，含水量增大，嚴重影響著道路的使用性能和使用壽命。這類在凍結、融化循環作用下由路基中水分遷移引發的病害，受地下水位、溫度等外部因素的影響較大，表現出“久治不愈”、“年年治理、年年凍脹”的現象。所以，如何處理好新路建設以及舊路維修、改擴建過程中路基土中水分遷移問題，是目前道路工程中急需解決的問題之一。為了研究凍融的機理，需要一種模擬凍融循環作用下土體水分遷移和凍脹融沉試驗裝置，已有的凍融試驗裝置只能單獨收集一種數據，且不具備平行試驗對比功能，導致試驗時間長，數據采集單一，不能模擬補水系統等問題，嚴重影響凍融機理研究的準確性。

發明內容

為了解決現有技術存在的凍融試驗裝置只能單獨收集一種數據、不具備平行試驗對比功能、不具備補水系統等技術問題，本實用新型提供了一種模擬路基工程凍融破壞現象的室內試驗裝置，不僅能夠真實模擬土體水分遷移發展的條件和過程，實時監測水分遷移發展過程中土體細觀結構、水力、力學特性的演變，而且能夠同時測量有關凍融的多種數據，且具備平行試驗對比功能。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是：

一種模擬路基工程凍融破壞現象的室內試驗裝置，包括恒溫箱、設有若干個試樣箱的總箱體、電液伺服壓力機、基于單片機的智能水頭控制系統、顯微觀測系統和數據采集系統；

所述總箱體為上下開口的立方體結構，且其設置在所述恒溫箱內，所述總箱體通過至少一個豎向隔板將其均勻分成若干個試樣箱，每個所述試樣箱的上方均設有控溫頂板，所述控溫頂板與試驗箱連接處的縫隙通過密封膠條密封，所述控溫頂板內設有與循環冷浴一連接的冷液循環槽一，每個所述試樣箱的下方均設有控溫底板，所述控溫底板與試驗箱連接處的縫隙通過密封膠條密封，所述控溫底板內設有與循環冷浴二連接的冷液循環槽二，所述控溫底板還設有若干個通孔，所述控溫底板的下方設有透水石，所述透水石的下方設有補水槽，所述補水槽內的水通過所述通孔進入到試樣箱，所述補水槽設有進水閥門和出水閥門；

所述電液伺服壓力機設置在恒溫箱內，用于給試樣箱內土體試樣施加豎向壓力；

所述基于單片機的智能水頭控制系統通過進水管與補水槽的進水閥門連接，所述進水管上設有總進水閥門；

所述顯微觀測系統設置在所述恒溫箱內，實時監測土體細觀結構的演變；

所述數據采集系統包括水分傳感器、熱電偶和數據采集儀，所述水分傳感器和熱電偶均設置在土體試樣內，且均與數據采集儀連接。

所述基于單片機的智能水頭控制系統包括水頭升降裝置、電機和控制箱，所述控制箱的輸出端與所述電機的輸入端連接，所述電機的輸出端與水頭升降裝置連接，所述水頭升降裝置中水槽的出水口與所述進水管連接。