[发明专利]一种测试降雨过程中冻土边坡入渗量的装置

权利要求书

1.一种测试降雨过程中冻土边坡入渗量的装置，包括土样箱(2)、降雨器(8)、马氏瓶(6)、坡面集水槽(10)、箱底集水器(11)、监测元件；降雨器(8)安装在第一支架(14)上，土样箱(2)置于降雨器(8)的下方；

马氏瓶(6)安装在第二支架(5)上，通过导管与降雨器(8)连接；

箱底出水管(13)设在箱底集水器(11)的上方与土样箱(2)连接；

在土样箱(2)坡面的底部设有坡面集水槽(10)；

降雨强度为0.1mm/min～1.9mm/min，降雨历时为0.5h～12h；

其特征是：

冷冻液管(3)弯曲铺设在冷冻箱(1)的内壁上，进、出口设在冷冻箱(1)的箱壁上，与箱外的制冷机管路连接；

土样箱(2)放置在冷冻箱(1)中冷冻液管(3)围绕的空间中，并固定在冷冻箱(1)中的底部的第三支架(12)上；

模拟日照设备(9)安装在第一支架(14)上，模拟日照设备(9)接220V电源；

水温调节器(7)放入马氏瓶(6)内，水温调节器(7)包括温度加热器和温度传感器，马氏瓶(6)水温为5℃～30℃；

土样放置在土样箱(2)中，在压实土样的过程中埋设热敏电阻(15)和孔隙压力计(16)，其导线从土样箱两侧预留孔道引出与读数仪连接；

试验时，将冷冻箱盖(4)盖在冷冻箱上，启动制冷机；

当冷冻箱(1)内的温度达到-10℃～10℃时，去掉冷冻箱盖(4)，开启模拟日照设备(9)，模拟日照时间1～8小时，日照之后，开启降雨器(8)，再后，将张力计(17)插在土样表面，其导线与读数仪连接。

2.根据权利要求1所述的一种测试降雨过程中冻土边坡入渗量的装置，其特征是：

制冷机管路中的制冷液为氟利昂。

3.根据权利要求1所述的一种测试降雨过程中冻土边坡入渗量的装置，其特征是：

冷冻箱(1)有两层箱壁，是一个顶面开口的楔形箱，冷冻箱(1)外壁和内壁之间的间隔为100mm～200mm，中间填充橡塑海绵发泡、高压乙烯发泡、聚氨脂直埋发泡或聚聚苯乙烯挤塑发泡，冷冻箱(1)的内外壁在水平方向上横截面均为正方形，冷冻箱(1)的四个侧面形状大小不一，前后侧面均为直角梯形，左右侧面均为长方形，左侧面高于右侧面范围为800mm～1600mm，低的一侧面竖直高度为300mm～600mm，高的一侧面竖直高度1100mm～2200mm；

土样箱(2)和冷冻箱(1)的形状相似，土样箱(2)的底面尺寸为400mm～800mm，低的侧面竖直高度为300mm～600mm，高的侧面竖直高度为700mm～1400mm。

4.根据权利要求1所述的一种测试降雨过程中冻土边坡入渗量的装置，其特征是：

监测元件包括热敏电阻(15)、孔隙压力计(16)、张力计(17)；

热敏电阻(15)在土样中纵向布置两列，在土样坡顶这一侧布置8～16个，在土样坡底一侧布置4～8个，孔隙水压力计(16)纵向布置两列，在土样坡顶一侧布置8～16个，在土样坡底一侧布置4～8个；张力计(17)布置两个；

热敏电阻(15)和孔隙水压力计(16)埋设的纵向深度：其几何中心在纵向距离土样顶层的垂直距离为50mm～100mm，距离土样底部的距离为60mm～100mm；

热敏电阻(15)和孔隙水压力计(16)埋设的水平方向深度：热敏电阻几何中心在水平方向上距离土样中心的距离为50mm～150mm，孔隙水压力计在水平方向上距离土样中心的距离为50mm～150mm；

热敏电阻竖直方向间距在50mm～100mm，孔隙水压力计竖直方向间距在50mm～100mm。

5.根据权利要求1所述的一种测试降雨过程中冻土边坡入渗量的装置，其特征是：

模拟日照设备(9)在水平方向按照3×3排列，灯泡间隔50mm～100mm，距离土样表面高度为100mm～300mm。