[实用新型]一种饱和土冻融循环试验承模

说明书

本实用新型公开了一种饱和土冻融循环试验承模。其包括固定支架，所述固定支架包括上固定环、下固定环和固定螺栓，所述上固定环和下固定环上设置有螺纹孔，上固定环上设置有顶盖，下固定环上设置有底盖，顶盖和底盖之间设置有三瓣模，上固定环和下固定环通过固定螺栓固定连接，三瓣模和顶盖之间设置有第一透水石，三瓣模和底盖之间设置有第二透水石，顶盖和底盖的侧边均设置有密封圈，三瓣模通过密封圈分别与顶盖和底盖密封连接。本实用新型实现土体饱和过程和冻融循环试验过程的有效衔接，保证饱和后土中的水分不随冻融循环过程流失，并可有效抑制饱和后土体在试验前的变形，采用铜制承模，保证承模在冻融循环试验中具有良好的导热性能。

技术领域

本实用新型涉及一种饱和土冻融循环试验承模，属于实验设备技术领域。

背景技术

冻融循环作用的实质是土体中液相水、固相冰与水蒸汽间相互转变，并与外界环境不断进行物质和能量的交换的过程。冻融过程中冰晶体的形成和融沉过程中冰胶联结方式的破裂可以强烈地改变土体的结构、土颗粒的排列和连结以及土的物理力学性质，从而导致土体工程性质的改变甚至劣化。我国黄土高原大部分地区处于季节性冻土区，在这些地区，由于冬季昼夜温差的影响，土体会经历多期次的冻融循环。对于饱和黄土，由于土体中水的大量存在使土体本身处于亚稳态；而冻融作用下大量冰晶的形成与消融使得其对亚稳态土体的裂化效应进一步放大，从而增大了土体的易损性。

由于黄土具有强烈的水敏性，饱和状态下强度低，容易变形，因而难以将其从饱和器中取出进行冻融循环试验。传统的饱和器由固定支架、三瓣模和上下两块透水石组成承模。饱和前，土样削制成固定尺寸放入饱和器内固定。饱和时，采用真空抽气的方法在饱和筒内形成负压，再通除气水，水通过透水石进入土样，从而使土样饱和。饱和过程中，由于饱和器三瓣模和透水石的维护作用，土样不易产生变形。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型技术提供了一种饱和土冻融循环试验承模，在传统的饱和器基础上进行优化设计，实现土体饱和过程和冻融循环试验过程的有效衔接，保证饱和后土中的水分不随冻融循环过程流失，并可有效抑制饱和后土体在试验前的变形。同时，采用铜制承模，保证承模在冻融循环试验中具有良好的导热性能。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型的一种饱和土冻融循环试验承模，其包括固定支架，所述固定支架包括上固定环、下固定环和固定螺栓，所述上固定环和下固定环上设置有螺纹孔，上固定环上设置有顶盖，下固定环上设置有底盖，顶盖和底盖之间设置有三瓣模，上固定环和下固定环通过固定螺栓固定连接，三瓣模和顶盖之间设置有第一透水石，三瓣模和底盖之间设置有第二透水石，顶盖和底盖的侧边均设置有密封圈，三瓣模通过密封圈分别与顶盖和底盖密封连接。

螺纹孔呈正三角形分布。

所述三瓣模为相互连接呈圆筒状的铜制模，三瓣模的外部套有铜圈，通过铜圈实现各瓣模的紧密连接。

三瓣模内部上下两端设置有上定位圈和下定位圈，上定位圈和下定位圈为环状铜圈，三瓣模侧缘联接处设置有密封胶垫。

所述顶盖和底盖为铜制盖。

现有的饱和器采用固定支架、三瓣模和上下两块透水石组成承模，这种组成不利于保存试样中的水分，(水分的流失)会导致试样的饱和度降低；此外，冻融循环试验中，反复的冻融作用也会导致试样中水分的流失，现行的饱和土冻融循环试验时，还采取试样饱和后从饱和器中取出，在试样周边包裹保鲜膜等防止水分流失的材料，在放入承模中进行冻融循环试验的方法。然而对于黄土而言，由于饱和后强度的大幅度降低，从饱和器中取出时，其容易产生变形，从而影响试验精度，现有的承模主要采用铝来制造，其导热性能相比于铜较差，冻融循环试验中热传递效率相对于铜模低。

本专利的装置上下定位圈为环状铜圈，用以饱和试验中压紧透水石，保证试样不产生竖向变形；顶盖和底盖为铜制盖，可与三瓣模筒连接，通过在其连接处设置密封圈，保证承模的密封性。