[发明专利]监测渗流对冻结温度场影响的试验装置及方法

权利要求书

1.一种监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述装置包括：

渗流系统，所述渗流系统包括箱体，变频泵和恒温水箱；所述箱体用于提供渗流对冻结温度场影响的试验场所，所述变频泵用于将所述恒温水箱中的清水输送至所述箱体；所述箱体的两端均具有进/出水管；所述箱体的两端均具有均匀分布且相对设置的规格相同的进/出水管，所述箱体两端的进/出水管两两相对设置；所述箱体的两端均具有两排、每排四根进/出水管；所述变频泵包括泵体、变频器和压力表；所述泵体的一端通过管道与所述恒温水箱相连；另一端经过所述压力表后通过管道与清水分流器相连，在该管道上还设置有进水控制阀和流量计；所述清水分流器与所述箱体一端的进/出水管相连，并将清水均匀的分配给所述进/出水管；所述箱体另一端的所述进/出水管通过清水集流器聚集到一根管道上，在该管道上设置出水流量计和出水控制阀；在该管道的末端设置有出水龙头；所述变频器用于控制所述泵体，以提供稳定的流量并且同时监测压力，并结合所述流量计及所述进水控制阀实现对清水流量的实时显示及控制；

冻结系统，所述冻结系统包括冷冻机和冻结管，所述冷冻机用于制取冷冻剂并将冷冻剂通过管道输送至所述冻结管，所述冻结管位于所述箱体内部；

温度监测系统，包括温度数据采集仪和热电偶串，所述温度数据采集仪和所述热电偶串通过测线连接，所述热电偶串位于所述箱体内部，用于测量所述箱体内部的温度。

2.根据权利要求1所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述箱体由两个滤网分割成左、中、右三部分，两端的左、右部分的形状相同，均用来容纳石子，中间的部分用于容纳砂。

3.根据权利要求2所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述箱体的顶部的开口处具有盖板，用以将所述箱体密封；所述盖板为三个，包括一个用于密封所述箱体中间段的第一盖板和用于密封所述箱体两端的部分的两个第二盖板。

4.根据权利要求2所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述滤网包括一个大孔网和一个小孔网；所述大孔网用于承受来自砂和石子的侧压力，所述小孔网用来阻挡砂的流失；

所述大孔网的孔径大于石子的粒径，为10-40mm；所述小孔网的孔径为大于砂的粒径，为100-400目。

5.根据权利要求1所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述流量计和所述出水流量计均为电磁流量计。

6.根据权利要求5所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述变频泵还包括稳压罐，所述稳压罐与所述泵体的出水端相连，起平衡水量及压力的作用。

7.根据权利要求4所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述冻结系统包括冷冻机、进液干管、进液分流器、冻结管、出液分流器和出液干管；

所述冻结管由内管和套于所述内管外部的外管组成，且所述内管和所述外管在所述冻结管的底部连通；

所述冷冻机通过所述进液干管和所述进液分流器与所述内管连接；所述外管通过所述出液分流器和所述出液干管再与冷冻机连接；从而使得冷冻剂从所述冷冻机内，经由所述进液干管、所述进液分流器、所述冻结管、所述出液分流器和所述出液干管，再流回到所述冷冻机内，形成一个循环；

所述出液分流器用于连接所述冻结管和所述出液干管，从而将所述冻结管中的冷冻剂聚集起来送回所述冷冻机。

8.根据权利要求1所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述热电偶串为康铜-铜热电偶串。

9.根据权利要求2所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述箱体为长方体形状，其顶部开口。

10.根据权利要求9所述的监测渗流对冻结温度场影响的试验装置，其特征在于，所述箱体的中间的部分的体积是两端的部分中的任意一个的5-7倍。