[发明专利]一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置及其使用方法

权利要求书

1.一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置，包括箱体(10)、底座(17)、土样盒(19)和控制面板，所述箱体(10)旋转设置在底座(17)上，所述土样盒(19)设置在箱体(10)内，其特征在于，还包括与控制面板连接的测量系统、取样系统、干湿循环系统、以及位移控制系统；

所述测量系统包括测量土样的抗剪强度的十字剪切板(9)、测量贯入阻力和孔隙水压力的微型静力触探头(8)、测量含水率的光纤(12)和光纤解调仪(16)，用于对土体各项物理力学参数进行测定；所述取样系统包括取样器(7)，用于在不同位置和深度取得样品；所述取样器(7)、微型静力触探头(8)和十字剪切板(9)均设置在箱体(10)内且通过位移控制系统实现对土样盒(19)内的土样进行测量取样，所述光纤(12)布设在土样盒(19)内，所述光纤解调仪(16)设置在箱体(10)外；

所述干湿循环系统包括涡轮加压装置(13)、热空气发生装置(14)和超声波蒸汽发生装置(15)，所述热空气发生装置(14)产出的热空气和超声波蒸汽发生装置(15)产生的湿润蒸汽经涡轮加压装置(13)加压后从土样盒(19)进入土样，同时通过光纤(12)来检测整个过程中的含水率变化，实现干湿循环的控制。

2.根据权利要求1所述的一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置，其特征在于，所述位移控制系统包括位移控制器(3)和两横梁(4)，两所述横梁(4)垂直交叉设置形成四条轨道，所述横梁(4)通过设置在箱体(10)中部的伸缩轴(20)悬挂在箱体(10)内，所述取样器(7)、微型静力触探头(8)和十字剪切板(9)通过位移控制器(3)实现在横梁(4)上的水平移动；所述箱体(10)通过底座转珠(11)旋转设置在底座(17)上，所述位移控制器(3)控制连接伸缩轴(20)。

3.根据权利要求2所述的一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置，其特征在于，所述伸缩轴(20)的下方正对土样盒(19)。

4.根据权利要求2所述的一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置，其特征在于，所述涡轮加压装置(13)、热空气发生装置(14)和超声波蒸汽发生装置(15)设置在箱体(10)外，所述湿润蒸汽和热空气经涡轮加压装置(13)加压后从土样盒(19)的底部进入土样。

5.根据权利要求2所述的一种模拟干湿循环的多参数微型试验装置，其特征在于，还包括扭矩数显器(1)和孔隙水压力数显器(2)，所述扭矩数显器(1)和孔隙水压力数显器(2)与控制面板连接且设置在箱体(10)的顶端外侧。

6.一种权利要求2-5中任一项试验装置的使用方法，其特征在于，打开超声波蒸汽发生装置(15)的阀门，预热超声波蒸汽发生装置(15)1min后打开涡轮加压装置(13)和光纤解调仪(16)，使水蒸汽从试样的底部进入，同时注意光纤解调仪(16)所显示含水率的变化，当达到所需模拟的湿度值时关闭涡轮加压装置(13)和超声波蒸汽发生装置(15)并静置1至2min，待含水率数值稳定后只打开热空气发生装置(14)的阀门，并预热热空气发生装置(14)2min，打开涡轮加压装置(13)，通过控制含水率的变化控制干湿循环的程度，达到所需含水率时关闭涡轮加压装置(13)和热空气发生装置(14)并静置1至2min，至此是一个完整的干湿循环，根据试验需要设置不同干湿循环次数；

通过位移控制器(3)调节取样器(7)、微型静力触探头(8)和十字剪切板(9)在横梁(4)上的位置后，控制整个横梁(4)部分向下位移，当贯入土样一定深度后停止向下位移并开始测量所需数值，待测量、取样完成后横梁(4)回到原位置；采用云图形式表示各数值在图样内部的空间变化与干湿循环间的关系。