[实用新型]人工冻土的温度场测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冻结法施工装置，尤其是一种冻土的温度场测试装置。 

背景技术

人工冻结技术是利用人工制冷的方法，降低土体的温度使土层形成冻结壁，从而筑起稳定且不透水的冻土墙体，以达到维护开挖周围土体的稳定、抵抗水压力、防止地下水入侵等目的，是一种特殊的土木工程施工技术。 

1956年我国首次在开滦林西风凿井中应用成功后，该方法就成为我国煤矿工程通过复杂表土层的一贯用法。目前该方法已经扩大到城建、地铁、桥墩、锚碇基坑等工程建设中。在国外，如俄罗斯圣·彼得堡地铁工程、德国慕尼黑地铁工程等都成功应用了冻结法施工，在国内，如北京地铁工程、上海地铁2号线、天津地铁、广州地铁、润扬大桥南锚碇基坑等也都成功应用了冻结壁加固计术。 

冻结法施工的关键是冻结壁的强度和稳定性，而冻结壁的温度场决定了冻结壁的强度和稳定性。在冻结的不同的阶段，冻结壁的温度场特性是不同的。在冻结法施工中，往往因为整体强度不足而发生各种事故，酿成重大的生命和经济损失。所以实时监测冻结壁的温度场特性是保证施工安全的重要内容。同时冻结施工方法是上海地铁施工中必不可少的一种常用施工方法。虽然冻结施工方法出现于十九世纪八十年代，但应用于上海地区的土木工程施工主要始于二十世纪八十年代末。虽然冻结法施工应用于上海地铁施工已经有近二十年的时间，但仍然存在许多问题，如2003年7月1日发生的上海地铁四号线的重大工程事故，是上海建国以来最大的工程事故，直接经济损失1.5亿元以上，而问题发生的主要原因就是目前人们对上海冻结施工中的一些问题还没有搞清楚，同时尚未发现有专门针对冻结法施工的温度场测试装置。若要能够准确高效的分析上海地区人工冻土冻结壁在施工过程中的应力、应变随冻结时间的变 化趋势以及冻结过程中伴随的冻胀、融沉，必须基于切合实际的冻结壁温度场数据从而有针对性的指导施工。 

发明内容

本实用新型是要提供一种人工冻土的温度场测试装置，该装置能够准确高效的分析上海地区人工冻土冻结壁在施工过程中的应力、应变随冻结时间的变化趋势以及冻结过程中伴随的冻胀、融沉，能够显示出切合实际的冻结壁温度场数据从而有针对性的指导施工。 

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种人工冻土的温度场测试装置，包括数据采集装置，数据传输装置，数据处理终端，显示终端，其特点是：数据采集装置中的温度传感器对人工冻土冻结壁进行温度采集，经过数据传输装置将采集的温度数据传输至数据处理终端处理，通过显示终端显示温度场分布情况。 

数据采集装置中的温度传感器为铜-康铜热电偶串；数据传输装置为ZL光隔离长线收发器。 

本实用新型的有益效果是：该装置能够准确高效的分析上海地区人工冻土冻结壁在施工过程中的应力、应变随冻结时间的变化趋势以及冻结过程中伴随的冻胀、融沉，能够显示出切合实际的冻结壁温度场数据从而有针对性的指导施工。 

附图说明

图1是本实用新型的原理框图； 

图2是铜-康铜热电偶串示意图； 

图3是ZL光隔离长线收发器示意图； 

图4是数据处理终端及显示终端立体示意图。 

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示，本实用新型的人工冻土的温度场测试装置，包括数据采集装置1，数据传输装置2，数据处理终端3，显示终端4。 

 数据采集装置1中的温度传感器对人工冻土冻结壁进行温度采集，经过数据传输装置2将采集的温度数据传输至数据处理终端3处理，通过显示终端4显示温度场分布情况。 

如图2所示，数据采集装置1：温度传感器采用铜-康铜热电偶串。铜-康铜热电偶具有灵敏度高、稳定可靠、抗震抗摔、互换性好、价格低廉等优越性。如图3所示，数据传输装置2：ZL光隔离长线收发器，使用次此传输装置的优越性在于通讯设备之间没有电接触，确保设备安全，它采用差分传输，能有效抗干扰，抗静电，防雷击。 

如图4所示，数据处理终端3：将所采集的两点边界条件温度数据经过程序运算，分析运算出所测冻结壁的温度场分布情况。 

显示终端4：将分析数据通过显示终端，将所测土体冻结壁温度场分布图显示在液晶屏幕上。供施工人员直观准确的了解土体温度分布情况。处理显示终端外壳采用铝镁合金。尺寸约为35cm×20cm×20cm。本实用新型使用功能流程：(1)通过温度传感器进行温度采集，(2)经过传输装置进行数据传输，(3)数据处理(4)终端显示温度场分布情况。