[实用新型]一种自平衡土体冻胀试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冻胀试验装置，尤其涉及一种对于土体进行冻胀试验的自平衡土体冻胀试验装置。

背景技术

冻土是一种温度低于0 ℃且含有冰的土岩。根据冻结状态持续时间不同,可把冻土划分为三类，即瞬时冻土、季节性冻土和多年冻土。季节冻土广泛分布在世界各大洲和中国的大部分国土，我国季节性冻土占国土面积的53.5％。国内外已有的大量工程实践和研究结果表明,冻胀作用是季节冻土区各种工程产生冻害的重要原因，特别是对铁路、公路等线性工程，季节性冻土的冻胀引起工程的破坏会更加剧烈。一方面降低铁路、公路等工程的使用质量，减少其使用寿命。另一方面，冻胀引起的路基变形将严重影响铁路、公路的安全运营,带来巨大的经济损失，并对社会产生不良的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于各种土体冻胀试验的试验装置及其试验方法，本实用新型的试验装置结构简单，操作方便，适用范围广泛。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案实现的：

一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置，包括有内、外双桶体，内桶体顶端设有与桶壁紧密接触且可上下滑动的有机玻璃顶板，顶板与桶体底板中心均留设孔洞，对中设置与孔洞直径相等的锚索测力计通道，锚索测力计通过导线与采集仪相连，沿桶身高度方向上，在内、外桶壁相应高度位置上留设五个测温管道，用于埋设在土体中的热电偶温度传感器通过导线与外部采集仪连接，在靠近桶体底部外桶壁上，沿周长方向均布地设有五个外补水口，与外补水口相连的补水管路终端与一体积恒定的水压槽相连接，在每个补水管路上均安装液体涡轮流量计，桶体上预留有孔洞，内桶体底板上留有内排气口，外桶体底板留有外排水口，排水口设有阀门，桶体底部嵌套在固定支座中，固定支座预留有孔洞，以便当桶体与支座嵌固时内桶体排气口与外桶体排水口的通过，固定支座上还设有四个螺栓孔，用以连接四个固定支撑。

双桶体顶端设有环形多功能冷却泵。

所述内、外桶体为有机玻璃材质制作，沿桶身高度方向上，在内、外桶壁相应位置处设置五个电热偶温度传感器插入管道，用于安放电热偶温度传感器。

所述内桶体中心处安装一个有机玻璃材质制作的与桶体等高的圆柱形锚索测力计通道。

顶板和底板均为轻质高强的有机玻璃材料制作，顶板和底板中心留设孔洞用于锚固锚索测力计，内底板底部沿桶体周长环形设置五个内排气口，外底板底部两侧对称布置两个外排水口。

靠近桶体底部且高于底座上边缘高度处的桶壁上，沿桶体周长均匀地设有五个内补水口，内补水口通过内补水管路与水压槽相连接，内补水管路由橡胶材质制成，连接液体涡轮流量计。

桶体外壁沿圆周方向包裹一层保温岩棉材料，预留有孔洞，以便内补水管路与热电偶温度传感线的通过。

固定支座上预留有孔洞，固定支座上设有四个螺栓孔，用以连接四个固定螺杆作为固定支撑。

所述的试验装置的试验方法，包括以下试验步骤：

（1）在内桶体底部放置一张圆形薄滤纸，将土样从顶部装入试验装置内桶，使其自由滑落到底部；

（2）将锚索从桶体中心管道穿过，在底端和顶端锚固，锚索测力计安装在锚垫座上，锚索从试验桶中心孔中穿过，测力计置于锚垫座和工作锚之间，并使锚索测力计的轴线与待测索轴线平行；

（3）沿桶壁留设孔插入热电偶温度传感器，接通桶壁上的内补水管路，供水并排除底板内气泡，调节供水装置；

（4）打开外补水口阀门，供水并使水充满整个内、外桶体之间的空隙；

（5）打开多功能冷却泵装置，调节温度；

（6）根据液体涡轮流量计记录土体含水量，并通过电脑终端记录冻胀力与温度数据。

所述的步骤（2）安装时锚索测力计上下面与承压面之间清理干净，锚索测力计放置平稳。

本实用新型的有益效果：有效解决了季节性冻结土壤的冻胀力测试问题。方便对土体在不同温度下冻胀力的实时测量，具有良好的推广价值。本实用新型的试验装置结构简单，不需要单独的加压装置，操作方便，适用范围广泛。

附图说明

图1为本实用新型一种自平衡土体冻胀双桶体试验装置的主视图；

图2为双桶体的主视图；

图3为内桶体的主视图；

图4为外桶体的主视图；

图5为固定支座的主视图；

图6为固定支座的仰视图。