[发明专利]一种土体冻胀率测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种土体冻胀率测量装置，其特征在于，包括：

试样筒体，其为两端具有开口的空心筒体结构，所述试样筒体的周侧壁上沿所述试样筒体的高度方向上开设有若干用于插入热敏电偶的插入孔；

制冷系统，其连接在所述试样筒体的一端，用于提供冷源；

温控系统，其连接在所述试样筒体的另一端，用于使土样温度均衡；

温度监测系统，其信号连接至所述制冷系统与所述温控系统，用以测量试验过程中土样的温度场变化过程，并实时监测制冷系统和温控系统的温度；

位移测量系统，其包括位于所述温控系统远离所述试样筒体的一端上的位移传感器，用以测量土样的冻胀变量；

补水系统，其连接至所述温控系统，用于为所述温控系统提供冷热源；

加载系统，其设置在所述温控系统远离所述试样筒体的一端，用于施加载荷。

2.根据权利要求书1所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，所述试样筒体为透明材料制成。

3.根据权利要求书1所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，所述制冷系统包括冷浴底座，所述冷浴底座具有冷浴空腔，所述冷浴底座的侧壁上开设有冷液循环进口和冷液循环出口，所述冷液循环进口和所述冷液循环出口均贯通至所述冷浴空腔内。

4.根据权利要求书3所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，所述试样筒体的一端侧壁上开设有外螺纹，所述冷浴底座的一端开设有与所述试样筒体上的外螺纹相配合的内螺纹，所述试样筒体和所述冷浴底座通过螺纹相连接。

5.根据权利要求书1所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，温控系统包括正温底座，所述正温底座具有正温空腔，所述正温底座的侧壁上开设有正温循环进口和正温循环出口，所述正温循环进口和所述正温循环出口均贯通至所述正温空腔内。

6.根据权利要求书5所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，所述正温空腔内设置有三块导流板，所述导流板一侧连接至所述正温底座的侧壁上、另一侧与所述正温底座的侧壁具有间隙，相邻两块所述导流板之间具有间隙，所述导流板交叉设置。

7.根据权利要求书5所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，所述试样筒体的一端侧壁上开设有外螺纹，所述正温底座的一端开设有与所述试样筒体上的外螺纹相配合的内螺纹，所述试样筒体和所述冷浴底座通过螺纹相连接。

8.根据权利要求书5所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，所述补水系统包括供水装置，所述供水装置通过所述正温循环进口和所述正温循环出口连接至所述正温底座。

9.根据权利要求书1所述的土体冻胀率测量装置，其特征在于，所述加载系统包括加压杆和加压板，所述加压杆一端连接至所述正温底座、另一端连接至所述加压板，所述位移传感器抵靠在所述加压板上。

10.一种土体冻胀率的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，称取一定质量的土体试样，在试样筒体内壁均匀地涂抹一薄层凡士林，将土样等分为六份，分层装入试验筒体内，并击实；

S2，在土样的顶面放置滤纸并加盖透水石，将顶板冷浴放置在透水石上；

S3，对加压板调平并对土样进行恒温处理，加压，其中试样加压时间不少于6小时；

S4，待土样初始温度均匀地达到1℃以后，向冷浴空腔内通入制冷剂，进行冷浴处理；

S5，每30s采集一次位移变形量，直至1h内，冻胀位移变形增量小于土样高度的0.05％后，停止冻结，保存数据。