[发明专利]一种非饱和土冻融试验装置

说明书

本发明为一种非饱和土冻融试验装置，包括铁架台底座，所述铁架台底座通过支撑机构固定安装有位移传感器，且位移传感器与外接电源电连接，所述铁架台底座的上侧设有测试机构，所述铁架台底座和测试机构之间设有排水机构，所述测试机构包括试样盒，且试样盒设置在铁架台底座的上侧，所述试样盒的内侧设有薄铜板和测试试样，且测试试样的上表面和位于位移传感器下侧的薄铜板紧密贴合，所述试样盒侧壁开设有竖向缺口。该发明装置通过支撑机构、排水机构以及测试机构的配合实现了非饱和土体的冻融试验过程中土体位移及温度的变化量测量，试验装置整体操作方便简单，很大程度上提高了试验效率，各个部件连接可靠，具有较强的适用性。

技术领域

本发明涉及岩土测试技术领域，具体为一种非饱和土冻融试验装置。

背景技术

中国有广大的多年冻土和季节冻土区，多年冻土主要分布在青藏高原和东北大小兴安岭地区，约占国土陆地面积的25％，季节性冻土区分布面积更为很广泛，约占我国国土面积的53.5％，其中冻深大于1m的重度季节性冻土主要分布在东北、华北和西北这三个地区，约占国土总面积的1/3，若考虑短时冻土地区，我国处于冻土区的国土面积已达90％以上。

当地下水位之上的土体处于冻融土体范围之内时，土体冻融过程中没有水分的充分补给，土体整体处于非饱和冻融状态。现场原位冻融试验存在试验周期漫长，试验影响因素众多，试验条件不可控等问题。所以，采用室内土体冻融试验是研究土体冻融规律的有效途径。因此，室内非饱和土体的冻融试验装置需要满足原始土体的边界条件，即周边土体的约束作用以及融化过程中，水分的排出作用等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非饱和土冻融试验装置，它能够很好的适用于非饱和土体的冻融试验，获得土体在冻融过程中温度及相应位移的量测功能，试验装置操作简便，可适用性强，可以实现同一试验条件下多个试样的同步试验。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种非饱和土冻融试验装置，包括铁架台底座，所述铁架台底座通过支撑机构固定安装有位移传感器，且位移传感器与外接电源电连接，所述铁架台底座的上侧设有测试机构，所述铁架台底座和测试机构之间设有排水机构；

所述测试机构包括试样盒，且试样盒设置在铁架台底座的上侧，所述试样盒的内侧设有薄铜板和测试试样，且测试试样的上表面和位于位移传感器下侧的薄铜板紧密贴合，所述试样盒侧壁开设有竖向缺口，且竖向缺口的高度值大于测试试样的高度值，所述竖向缺口的内部设有温度传感器，且温度传感器与外接电源电连接。

所述排水机构包括垫块，且垫块位于试样盒内侧壁底面和测试试样之间，所述试样盒的底端开设有多个试样盒排水孔，所述垫块上开设有多个垫块排水孔，且试样盒排水孔和垫块排水孔一一对应设置，所述试样盒的下表面通过透水板固定安装有排水槽，且排水槽固定安装在铁架台底座的上表面。

所述支撑机构包括铁架台杆，所述铁架台杆包括横向铁架台杆和纵向铁架台杆，所述横向铁架台杆的两侧均固定安装有十字架，所述横向铁架台的一侧通过十字架固定安装有与横向铁架台杆垂直的纵向铁架台杆，且纵向铁架台杆固定安装在所述铁架台底座的上表面，所述横向铁架台杆的另一侧通过十字架固定安装有与横向铁架台杆相垂直的所述位移传感器。

所述位移传感器通过管箍固定安装在十字架上。

所述试验盒的外侧壁设有刻度线。

所述位移传感器与薄铜板的接触时的位移读数设置为0。

本发明一种非饱和土冻融试验装置的有益效果是：