[發(fā)明專利]一種測定砂土結(jié)冰溫度的試驗裝置與方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310146552.2
• 申請日: 2023-02-22
• 公開（公告）號: CN116297633A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫世成;榮傳新;楊凡;吳帆
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G01N25/06
• 分類號: G01N25/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種測定砂土結(jié)冰溫度的試驗裝置與方法，試驗方法基于凍土特征降溫曲線(1)獲得結(jié)冰溫度。試驗裝置包括低溫恒溫箱(2)，由溫度采集儀(3)，測溫線(4)，測溫點(5)組裝的測溫系統(tǒng)及試樣系統(tǒng)，試樣系統(tǒng)由砂土試樣(6)、盛樣皿(7)、干燥石英砂(8)和不銹鋼筒(9)組成。盛樣皿(7)包括了盛樣皿罐體(10)和盛樣皿上蓋(11)，盛樣皿上蓋(11)中央有出線口(12)。通過以上試驗裝置可以得到砂土砂土試樣(6)的降溫曲線(1),根據(jù)降溫曲線(1)獲得砂土結(jié)冰溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種結(jié)冰溫度的試驗裝置與方法，更具體地，涉及一種測定砂土結(jié)冰溫度的試驗裝置與方法。

背景技術(shù)

解決巖土工程領(lǐng)域問題的方法有多種，包括理論分析、模型試驗和數(shù)值模擬等，以上研究手段的展開都離不開對地層基本特性的研究與掌握，而結(jié)冰溫度是凍土力學(xué)，傳熱學(xué)等研究的基礎(chǔ)參數(shù)之一。地層的力學(xué)特性與凍土溫度場，凍結(jié)帷幕厚度的取值與判斷均受到結(jié)冰溫度的影響。

砂土是巖土工程常用的研究材料。以凍土力學(xué)為例，砂土常用作模型試驗的填充材料，砂土夯實后具有均勻的孔隙，填充區(qū)可以形成滲流通道，進而可以用于研究水熱耦合工程問題。

至今為止，國內(nèi)外專家及相關(guān)規(guī)范都給出了土壤結(jié)冰溫度的測量方法，但得到準確結(jié)冰溫度的裝置與方法仍顯十分復(fù)雜。對于含水量較大的砂土，目前尚沒有具體細致試驗裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術(shù)中存在的問題，提供了一種測定砂土結(jié)冰溫度的試驗裝置與方法，可以避免傳統(tǒng)電勢、電壓測量的缺點，提高測試的效率，實現(xiàn)了多組試樣的同步測量，減少了測量時間。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種測定砂土結(jié)冰溫度的試驗裝置，包括砂土試樣及盛樣皿，不銹鋼筒，低溫恒溫箱，溫度采集儀。所述砂土試樣放置于所述容器中，測溫線與測溫點從所述砂土試樣引出，接入所述溫度采集儀，所述砂土試樣與所述盛樣皿，所述不銹鋼筒置于所述低溫恒溫箱。

作為優(yōu)選，所述砂土試樣為現(xiàn)場配置，含水量均可根據(jù)試驗?zāi)康拇_定。

作為優(yōu)選，所述砂土試樣配置用水為常溫的去離子純凈水。

作為優(yōu)選，所述砂土試樣置于所述盛樣皿中，所述盛樣皿為上面開孔的圓柱形容器，材質(zhì)為導(dǎo)熱性好的銅質(zhì)材料。

作為優(yōu)選，所述盛樣皿置于體積較大的所述不銹鋼筒中心，所述不銹鋼筒無上蓋。所述盛樣皿與所述不銹鋼筒空隙使用干燥石英砂填充。

作為優(yōu)選，所述測溫系統(tǒng)包含的測溫線的測溫點放置于所述砂土試樣中心部位，所述測溫點應(yīng)避免接觸所述盛樣皿內(nèi)壁。

作為優(yōu)選，所述低溫恒溫箱的制冷溫度范圍應(yīng)能包含試驗的結(jié)冰溫度。

作為優(yōu)選，所述試驗裝置也可用于鹽漬土的結(jié)冰溫度的測量，將所述去離子水更換為鹽水即可。

作為優(yōu)選，若同時進行多組試驗，所述容器應(yīng)當同時且均勻地放置于所述低溫恒溫箱中。

作為優(yōu)選，所述溫度采集儀的精度應(yīng)當高于0.1℃。

本發(fā)明提供一種測定砂土結(jié)冰溫度的試驗方法，此方法基于凍土降溫特征曲線，將躍升后的溫度視為結(jié)冰溫度，試驗步驟包括：(1)根據(jù)試驗?zāi)康呐渲蒙巴猎嚇樱龅蜏睾銣叵湓O(shè)定溫度并開啟工作，連接所述測溫線，開啟所述測溫系統(tǒng)；

(2)將所述砂土試樣置于所述盛樣皿中，所述測溫點置于所述砂土試樣中；

(3)將所述盛樣皿置于所述不銹鋼筒中，空隙填滿所述干燥石英砂；(4)將所述不銹鋼筒置于所述低溫恒溫箱中，開始試驗；

(5)根據(jù)所述試樣時間-溫度曲線，得到所述砂土試樣結(jié)冰溫度。

本發(fā)明具有以下有益結(jié)果：