[發明專利]土壤高溫燒結試驗聯合測定儀

在審

• 申請號: 202010108579.9
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111272803A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 趙九野;易南概;王宜慶;王瑜;郝憲豪;胥嘉輝
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N25/02
• 分類號: G01N25/02;G01N25/20
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 劉麗媛;楊威

本發明公開了一種土壤高溫燒結試驗聯合測定儀，其特征在于：包括燒結室、電加熱棒、蒸汽分級處理系統、溫度采集系統和溫度控制系統，所述電加熱棒設置于燒結室的中部，所述燒結室的頂部通過蒸汽收集連接管與蒸汽分級處理系統相連，所述燒結室內設有溫度傳感器，所述溫度傳感器通過溫度采集系統與溫度控制系統相連。本發明所述的土壤高溫燒結試驗聯合測定儀明顯優于普通的電熱絲或水交換加熱的方式，能夠提供的熱源溫度高，可以達到土體中的部分固體物質進行固相反應的溫度，同時能夠精確的給出土體在燒結過程中的溫度變化規律；聯合導熱系數分析系統可以給出土樣在各個溫度梯度情況下的導熱系數變化情況。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，具體涉及一種土壤高溫燒結試驗聯合測定儀。

背景技術

隨著我國城鎮化進程的加快，人口集中化程度越來越高，城市建設用地越來越緊張，逐漸開始開發地下建筑空間，建筑深基坑工程越來越多。由于建筑基坑支護和支護的耐久性嚴重的影響建筑工程的質量和安全，需要增強對地基土的利用率，提高建筑基坑土體自身的承載能力。目前多采用原味固化的方法原位固結土壤增強其承載力，由于使用的固化劑常會對地下水產生一定的污染,需要采用新的固化方法。采用原位高溫燒結方法能夠直接增強建筑地基土的承載力，有效避免地基處理時對地下水的污染，同時提高地基的耐久性。目前眾多學者對于土壤熱固結的研究作了大量的研究工作，例如，專利CN108508178A一種飽和土內部加熱的熱固結試驗儀及其試驗方法，通過改裝三軸壓力室，在土樣的內部加入熱源裝置，用于研究環境溫度情況下的土體位移和溫度的影響分析。專利CN102809504A給出了一種可控氣壓的多功能土樣加熱試驗系統，該系統改善了土樣在加熱過程蒸汽壓力的控制，可以測量土體固結之后的變形量，實現土體在加熱過程中對飽和度和含水率的實時監測。專利號CN102507904A一種空心圓柱試樣熱固結壓力室，通過改變溫度控制系統實現在固結試樣的內、外壁的溫度耦合，測試在溫度耦合情況下土樣的熱固結變形量。

綜合前人的研究情況，目前用于研究加熱情況下土壤固結的試驗儀器其設備所能提供的加熱溫度范圍基本限定在100℃以下，試驗的輸出結果較為單一，加熱的溫度較低，并且采集數據單一。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研究設計一種土壤高溫燒結試驗聯合測定儀。本發明采用的技術手段如下：

一種土壤高溫燒結試驗聯合測定儀，包括燒結室、電加熱棒、蒸汽分級處理系統、溫度采集系統和溫度控制系統，所述電加熱棒設置于燒結室的中部，所述燒結室的頂部通過蒸汽收集連接管與蒸汽分級處理系統相連，所述燒結室內設有溫度傳感器，所述溫度傳感器通過溫度采集系統與溫度控制系統相連。

進一步地，所述電加熱棒處設有第一溫度傳感器，所述燒結室的內部空間內設有多個第二溫度傳感器，多個第二溫度傳感器中至少有兩個距離電加熱棒的距離不同并且至少有兩個設置高度不同，所述燒結室內還設有反向串聯的第三溫度傳感器，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均與溫度采集系統相連，所述第三溫度傳感器與導熱系數分析系統相連。

進一步地，所述燒結室包括保溫蓋、保溫側壁和保溫底座，所述保溫蓋為內部真空結構的雙壁式真空保溫頂蓋，所述保溫側壁為內部真空的雙壁式真空保溫側壁，所述保溫底座為內部真空的雙壁式真空保溫底座，所述保溫側壁包括多塊拼接的真空保溫板，所述真空保溫板之間的拼接縫處填充有隔溫墊片，所述溫度傳感器的導線穿過隔溫墊片與溫度采集系統、溫度控制系統相連以及導熱系數分析系統相連，所述保溫蓋上設有蒸汽孔，所述蒸汽孔通過蒸汽收集連接管與蒸汽分級處理系統相連。

進一步地，所述保溫蓋的邊緣向外延伸形成第一固定緣，所述保溫底座的邊緣向外延伸形成第二固定緣，所述第一固定緣和第二固定緣之間通過螺紋拉桿拉緊，所述保溫蓋的內側設有隔熱墊板。

進一步地，所述保溫底座的下方設有壓力傳感器，所述壓力傳感器與壓力分析系統相連。

進一步地，所述保溫底座的下方設有三個壓力傳感器，三個壓力傳感器的連線呈等邊三角形。