[发明专利]用于冻胀融沉测试的装置

说明书

本发明涉及岩土工程技术领域，提供一种用于冻胀融沉测试的装置，包括：恒温箱、设置于恒温箱中用于盛放测试土样的土样箱体；用于控制测试土样温度的冷浴循环装置，包括控温板和制冷机组；控温板的一端与土样箱体连接，另一端通过连接管与制冷机组连接；用于模拟渗流作用的集水循环装置，包括集水装置、设置于土样箱体两相对侧的第一水箱和第二水箱；集水装置上设有与第一水箱连接的出水口，以及与第二水箱连接的进水口；用于采集冻胀融沉量的数据采集装置，连接有设置在土样箱体上方的位移传感器、均匀设置于土样箱体内侧的多个温度传感器。本发明提供的装置可以模拟渗流作用，针对小尺寸模型试验，试验成本低、操作简便、便于进行重复试验。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种用于冻胀融沉测试的装置。

背景技术

在城市地下空间开发中，大多采用人工降水的方法将地下水抽取排放，这样不仅会造成水资源浪费还会破坏生态环境。冻结法作为一种绿色的施工方法，避免了传统注浆加固法抽取大量地下水造成水资源浪费和污染的问题，可以对地下水资源起到较好的保护作用。冻结法通过人工制冷技术临时改变土层的状态，使含水地层形成冻结壁，从而达到止水和承载的作用。目前，该工法多在地下水流速较小的地层中应用。然而，在地下工程开发过程中，会遇到大量有承压水的地层，持续渗流作用下的土体在冻结和融化过程中会产生明显的冻胀和融沉变形，将直接影响人工冻结工程的顺利实施。

目前，已有的冻胀融沉测试装置主要利用有机玻璃板制作土样箱体，来实现对冻胀和融沉发展过程的观测，对土体的冻胀融沉测试大多没有考虑渗流作用。考虑了渗流作用的冻胀和融沉测试装置主要针对大尺寸模型试验，试验成本高，操作难度大，周期较长，不易开展重复试验。

发明内容

本发明提供一种用于冻胀融沉测试的装置，用以解决现有的考虑渗流作用的冻胀融沉测试装置主要针对大尺寸模型试验，试验成本高、操作难度大、不易开展重复试验的缺陷。

本发明提供一种用于冻胀融沉测试的装置，包括：

恒温箱，设置于所述恒温箱中用于盛放测试土样的土样箱体；

用于控制所述测试土样温度的冷浴循环装置，包括控温板和制冷机组；所述控温板一端与所述土样箱体连接，另一端通过连接管与所述制冷机组连接；

用于模拟渗流作用的集水循环装置，包括集水装置、设置于所述土样箱体两相对侧的第一水箱和第二水箱；所述集水装置上设有第一进水口和第一出水口，所述第一出水口与所述第一水箱连接，所述第一进水口与所述第二水箱连接；

用于采集冻胀融沉量的数据采集装置，连接有位移传感器和多个温度传感器；所述位移传感器设置在所述土样箱体的上方，用于测量所述测试土样顶部的位移量；所述多个温度传感器均匀设置于所述土样箱体内侧，用于测量所述测试土样不同位置处的温度数据。

优选地，所述集水装置包括第一机组外壳、设置于所述第一机组外壳内的清水室、浑水室、水泵、第一流量计和第二流量计；所述清水室和所述浑水室之间设有用于过滤浑水的过滤板。

优选地，所述第一水箱的上部设有第二进水口、所述第一水箱的下部设有第三进水口；所述第二水箱的上部设有第二出水口、所述第二水箱的下部设有第三出水口；

所述第一出水口一端通过所述第一流量计与所述第三进水口连接；所述第一出水口另一端通过所述水泵与所述清水室连接；

所述第一进水口通过所述第二流量计与所述第二出水口连接。

优选地，所述第一水箱和所述第二水箱均包括顶盖、固定件、密封垫；

所述密封垫设置在所述顶盖下方，所述固定件用于将所述顶盖压紧并固定在水箱顶部；

所述土样箱体与所述第一水箱的连接侧，以及所述土样箱体与所述第二水箱的连接侧，均设有多层滤网；所述滤网的过滤层由透水石组成。

优选地，所述集水装置还包括设置于所述第一机组外壳上的控制屏，所述控制屏用于设置所述水泵的水压参数。