[發明專利]一種基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置

在審

• 申請號: 202211267800.0
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115901585A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 周鳳璽;周志雄;張明禮;馬昭;雷兵兵
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N25/00;G01N25/16;G01N25/20;G01N33/24
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 賈瑞華

1.一種基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述裝置包括：試驗箱，設置在試驗箱內部的模型箱、控溫底板、降雨裝置、季節太陽輻射裝置和數據采集系統；

所述模型箱的內部用于設置基于特殊土搭建的試驗模型；所述特殊土包括凍土和鹽漬土，所述試驗模型包括路基模型、天然場地模型、邊坡模型和抗滑樁模型；

所述控溫底板設置在所述模型箱內部的底面上；

所述降雨裝置設置在所述模型箱的上部；

所述季節太陽輻射裝置設置在所述試驗箱內部的頂面上；

所述數據采集系統用于采集所述試驗模型的性質參數；所述性質參數至少包括所述試驗模型內部的溫度、水分含量、鹽分含量、熱通量和鹽凍脹變形以及所述試驗模型上表面的輻射分量和表層溫度。

2.根據權利要求1所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述試驗箱的側面、頂面和底面均為保溫墻體，所述試驗箱的側面的保溫墻體上設置有門和觀察窗。

3.根據權利要求1或2所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述試驗箱內部還設置有風機，所述試驗箱外部設置有與所述風機相連接的壓縮機；所述風機和所述壓縮機用于調節所述試驗箱內的氣溫。

4.根據權利要求1所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述模型箱的側面由方鋼支架和設置在所述方鋼支架上的真空絕熱板組成；所述方鋼支架由不同尺寸的方鋼組裝而成；

所述模型箱的底面為真空絕熱板。

5.根據權利要求1所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述控溫底板包括成陣列排列的多個控溫單元，每個所述控溫單元均由銅管盤制而成；

在銅管延伸方向上的相鄰兩個所述控溫單元之間采用U型接頭連接，在銅管延伸方向的垂直方向上的相鄰兩個所述控溫單元之間采用I型接頭連接。

6.根據權利要求1所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述數據采集系統包括設置在所述模型箱內部的溫度-濕度-鹽分一體式傳感器和熱通量傳感器；

所述數據采集系統還包括設置在所述模型箱的頂部的橫梁上的輻射傳感器、地表紅外測溫儀和三維多點位移動態測量儀；

所述數據采集系統還包括數據采集器；

所述數據采集器分別與溫度-濕度-鹽分一體式傳感器、熱通量傳感器、輻射傳感器、地表紅外測溫儀和三維多點位移動態測量儀連接；

所述溫度-濕度-鹽分一體式傳感器用于測量所述試驗模型內部的溫度、水分含量和鹽分含量，所述熱通量傳感器用于測量所述試驗模型內部的熱通量，所述三維多點位移動態測量儀用于測量所述試驗模型的鹽凍脹變形，所述輻射傳感器用于測量所述試驗模型上表面的輻射分量，所述地表紅外測溫儀用于測量所述試驗模型上表面的表層溫度。

7.根據權利要求6所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述橫梁的兩端均設置有滾輪，所述模型箱的頂部設置有兩個軌道；

所述橫梁的兩端分別通過所述滾輪在兩個所述軌道上滑移。

8.根據權利要求1所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述降雨裝置包括水箱、增壓泵和降雨噴頭；

所述水箱位于所述試驗箱內部，且位于所述模型箱的外部；

所述增壓泵設置在所述水箱內，所述增壓泵的出水口通過PU氣管與所述降雨噴頭相連接；

所述降雨噴頭設置在所述模型箱的上部。

9.根據權利要求8所述的基于氣候變化模擬的特殊土研究裝置，其特征在于，所述研究裝置還包括降雨控制裝置，所述降雨控制裝置包括電磁閥和降雨控制單元；

所述增壓泵通過電磁閥與電源連接，所述電磁閥的控制端與所述降雨控制單元連接；

所述降雨控制單元用于控制所述降雨裝置的雨量速度、降雨時長和降雨間隔。