[發明專利]基于濕熱力耦合的巖土強度及水鹽遷移試驗裝置

有效

• 申請號: 202110762906.7
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113533159B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 曾鈴;邱健;劉杰;查煥奕
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N3/24;G01N3/02;G01D21/02;G01N33/24
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 李冰

1.基于濕熱力耦合的巖土強度及水鹽遷移試驗裝置，其特征在于，包括保溫腔(2)，用于放置巖土試樣(1)；所述保溫腔(2)內設置多個凹槽(2-1)，每個所述凹槽(2-1)內均安裝有溫度傳感器(3-1)和水分鹽分傳感器(3-2)；所述保溫腔(2)的底部設置在底座(4)上；所述保溫腔(2)的左右兩側設置有剪切盒(5)；所述剪切盒(5)相對于巖土試樣(1)的外側分別設置有第一鋼板(6-1)和第二鋼板(6-2)；所述巖土試樣(1)的頂端設置有儲水器(8)；所述儲水器(8)的頂部與恒溫水箱(10)連接，所述儲水器(8)的底端與杠桿(11)連接；

所述剪切盒(5)包括第一剪切盒(5-1)和第二剪切盒(5-2)；所述第一剪切盒(5-1)包括第一下盒(5-1-1)和第一上盒(5-1-2)；所述第二剪切盒(5-2)包括第二下盒(5-2-1)和第二上盒(5-2-2)；所述第一上盒(5-1-2)外側中心處固定設置有承載板(5-4)，第一鋼板(6-1)上部靠近保溫腔(2)的內側與承載板(5-4)對應的位置設置有千斤頂(7-2)；所述第二剪切盒(5-2)和第二鋼板(6-2)之間固定設置有連接鋼板(7-3)；

所述第一剪切盒(5-1)、第二剪切盒(5-2)、第一鋼板(6-1)和第二鋼板(6-2)的底端中心位置均設置有一個鋼球(7-1)；所述第一剪切盒(5-1)、第二剪切盒(5-2)、第一鋼板(6-1)的前后兩端各設置有一個貫通螺紋孔(7-4)；

所述底座(4)在保溫腔(2)底部的左右兩側分別設置有第一滑槽(4-2-1)和第二滑槽(4-2-2)；所述第一滑槽(4-2-1)內設置兩個限位槽(4-3)，所述第二滑槽(4-2-2)內設置一個限位槽(4-3)；

在各所述限位槽(4-3)與第一滑槽(4-2-1)或第二滑槽(4-2-2)的垂直方向，第一剪切盒(5-1)、第二剪切盒(5-2)、第一鋼板(6-1)上設置的各貫通螺紋孔(7-4)在底座(4)上的投影處設置有螺紋孔(4-4)；

所述儲水器(8)包括中心對接的儲水腔(8-1)和通水層(8-2)；所述儲水腔(8-1)超出通水層(8-2)的截面部分的前、后、左、右四個位置各設置一個圓環(8-1-1)；每個所述圓環(8-1-1)的下端均設置有一個儲水器定滑輪(8-1-2)；所述通水層(8-2)沿儲水器(8)軸向方向設置有多個與儲水腔(8-1)相連通的毛細通道(8-2-1)；所述毛細通道(8-2-1)相對于儲水器(8)軸向方向具有一定傾斜角度；儲水腔(8-1)的頂部設置有出水口(8-1-3)，出水口(8-1-3)與儲水腔(8-1)內部相連通，出水口(8-1-3)通過導水軟管(9)與給水流量計(12)連接，給水流量計(12)通過導水軟管(9)與電磁閥(13)連接，電磁閥(13)通過導水軟管(9)與恒溫水箱(10)連接；

根據設定的溫濕度變化曲線，計算機給溫濕度控制器發送控制信號，溫濕度控制器通過電磁閥(13)控制恒溫水箱(10)的補水量和補水速率，模擬不同降雨強度，并在給水流量計(12)上顯示補水量和補水速率，儲水器(8)通過導水軟管(9)接收恒溫水箱(10)的補水，并將補水通過毛細通道(8-2-1)對巖土試樣(1)進行入滲試驗，并通過設置不同傾斜角度的毛細通道(8-2-1)模擬不同風力強度的降雨，同時溫濕度控制器控制電阻絲調控保溫腔(2)的溫度與恒溫水箱(10)的水溫一致，消除試驗補水帶來的溫度場差異；

所述杠桿(11)包括支架(11-1)，所述支架(11-1)上架設有硬桿(11-2)，所述硬桿(11-2)施力端和受力端的兩端分別設有圓環，施力端圓環通過垂直于地面的鋼絲繩連接有砝碼(11-3)，受力端圓環在地面投影處位置設置有地面定滑輪(11-4)，一端連接于受力端圓環的四根鋼絲繩通過地面定滑輪(11-4)分別與儲水腔(8-1)上設置的四個儲水器定滑輪(8-1-2)連接。

2.根據權利要求1所述的基于濕熱力耦合的巖土強度及水鹽遷移試驗裝置，其特征在于，所述保溫腔(2)為上下開口的圓柱形腔室；在所述保溫腔(2)內側的前、后、左、右方位，沿巖土試樣(1)軸向方向各設置有一列凹槽(2-1)；每列凹槽(2-1)均相同設置，每列凹槽(2-1)均沿巖土試樣(1)軸向方向均勻設置5個凹槽(2-1)，每個凹槽(2-1)內均安裝有溫度傳感器(3-1)和水分鹽分傳感器(3-2)。