[實用新型]一種土壤水熱耦合運移試驗裝置

有效

• 申請號: 201920796526.3
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN210037681U
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 林蕓;王鐵行;王華杰;羅揚;金鑫;甘浩;張亮
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/58
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 范巍

本實用新型公開了一種土壤水熱耦合運移試驗裝置，包括第一恒溫水箱、第一水泵、第一金屬加熱箱、第二恒溫水箱、第二水泵、第二金屬加熱箱、絕熱模型槽、攝像頭、防變形夾緊裝置、計算機及數據采集儀，該裝置能夠實現數據的實時測量，并能夠避免電阻絲加熱時帶來的加熱溫度不均、溫度不易控制的問題，同時避免土樣單邊加熱帶來的問題，拆卸較為方便，模型槽不易變形。

技術領域

本實用新型屬于巖土試驗設備技術領域，涉及一種土壤水熱耦合運移試驗裝置。

背景技術

溫度的變化可引起土壤中的水分遷移，并進一步改變土的性狀。在地源熱泵能量樁埋設、油氣田開采、核廢料深埋以及受到氣候變化影響的路基工程、水利工程及市政工程等實際工程中都涉及土壤水、熱耦合運移問題。因此，開展土壤水熱耦合運移試驗，研究土壤水熱耦合運移規律，對于保證工程穩定性具有重要意義。

在目前的相關試驗中，試驗裝置多采用凍融循環機或自主搭建的試驗裝置，其中還存在較多問題，主要問題如下：1)凍融循環機可設置的正溫溫度低，不能支持做高溫段的土壤水熱耦合運移試驗。2)使用凍融循環機做土壤水熱耦合運移試驗，測量含水量方法有兩種：方法一是試驗過程中打開試樣箱，在土體邊部切邊取土，用烘干法測含水量，再關閉試驗箱繼續進行試驗，該方法對土體有一定的擾動，實驗數據不能實時測量；方法二測量含水量時需同時制多組樣，在相同的條件下進行試驗，每隔一段時間取出一個試樣用烘干法測含水量，最后把多組樣的測量結果整合作為一組試樣的實驗數據，該方法制樣工作量大，實驗數據不能實時測量。3)現有試驗裝置采用電阻絲加熱法制作熱源裝置時，可能會出現加熱不均勻和溫度不易控制的問題。4)現有實驗裝置只有單邊溫度控制裝置時，不能做考慮相同溫度梯度不同溫度水平條件下的土壤水熱耦合運移試驗。5)現有試驗裝置各部分構成連接性太強時，實驗結束卸載試樣和養護修理器材時不方便拆卸和安裝。6)研究土壤水熱耦合運移規律，設置多組不同條件下的相關試驗，多次裝填擊實土樣容易造成土體模型槽變形。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種土壤水熱耦合運移試驗裝置，該裝置能夠實現數據的實時測量，并能夠避免電阻絲加熱時帶來的加熱溫度不均、溫度不易控制的問題，同時避免土樣單邊加熱帶來的問題，拆卸較為方便，模型槽不易變形。

為達到上述目的，本實用新型所述的土壤水熱耦合運移試驗裝置包括第一恒溫水箱、第一水泵、第一金屬加熱箱、第二恒溫水箱、第二水泵、第二金屬加熱箱、絕熱模型槽、攝像頭、防變形夾緊裝置、計算機及數據采集儀；

第一恒溫水箱通過第一水泵與第一金屬加熱箱相連通，第二恒溫水箱通過第二水泵與第二金屬加熱箱相連通，絕熱模型槽位于第一金屬加熱箱與第二金屬加熱箱之間，待試驗土體位于絕熱模型槽內，防變形夾緊裝置夾持于絕熱模型槽上，絕熱模型槽的頂部開口處設置有蓋板，且待試驗土體內沿軸向埋設有若干水分傳感器及第一溫度傳感器，待試驗土體一端的端面與第一金屬加熱箱的側面相貼緊，待試驗土體另一端的端面與第二金屬加熱箱的側面相貼緊，攝像頭正對絕熱模型槽，攝像頭與計算機相連接，計算機通過數據采集儀與各水分傳感器及各第一溫度傳感器相連接。

絕熱模型槽的內壁上粘貼有塑料薄膜。

螺紋鋼穿過第一金屬加熱箱經絕熱模型槽的外側后再穿過第二金屬加熱箱將第一金屬加熱箱及第二金屬加熱箱拉緊貼緊于待試驗土體的兩端面上。

螺紋鋼的端部與第一金屬加熱箱及第二金屬加熱箱之間均通過第一螺母及]形鉆孔鋼片相連接。

第一水泵與第一恒溫水箱及第一金屬加熱箱之間以及第二水泵與第一恒溫水箱及第二金屬加熱箱之間均通過水管相連通，其中，第一恒溫水箱與其相連通的水管之間、第二恒溫水箱與其相連通的水管之間、第一金屬加熱箱與其相連通的水管之間以及第二金屬加熱箱與其相連通的水管之間均通過變徑接頭、防水膠布及卡扣相連通。