[发明专利]一种可考虑水流影响的冻融循环实验装置

说明书

本发明涉及一种可考虑水流影响的冻融循环实验装置。包括出水阀门、进水阀门、出水泵、进水泵、出水流量计、进水流量计、温度传感器、液氮循环系统、储水容器、进水管、出水管、实验箱主体、实验箱盖、试样架、温度控制系统、流量控制系统、导线、液氮、进水管孔、出水管孔、液氮循环孔、导线孔、试样和盛水容器组成。通过出水阀门、出水水泵、出水流量计和出水管组成的抽水系统与进水阀门、进水水泵、进水流量计和进水管组成的进水系统的配合能够实现在融化过程中考虑水流作用的目的，通过出水泵、进水泵、出水流量计和进水流量计的配合能够实现控制水流速度的目的。

技术领域

本发明专利涉及一种可考虑水流影响的冻融循环实验装置。

背景技术

在寒区，由于季节更替，环境温度发生周期性的变化，岩土和结构物承受冻融循环的作用。随着寒区各类工程建设的快速发展，寒区冻融灾害防治已成为关键的科学问题。目前，实验室中研究材料由冻融循环引起的变化通常采用以下方法：首先，将试件放入低温试验箱中进行冷冻，待到达设定时间后，再将试件拿出，放入恒温水浴箱中融化，到达设定时间后再拿出，如此为一个冻融循环。

在实际的工程地质条件下，处在河边或处于地下水流动附近的岩石或混凝土材料，受冷冻结后，当温度回升融化时，材料并非处于静止的水浴环境中，而是处于周围水流不断流动的环境中，而在水流作用下材料的冻融损伤必将与静止的水浴不同，因此，在设计冻融循环试验机时需要考虑水流作用的影响，才能更符合工程实际。

发明内容

本发明专利提供了一种可考虑水流影响的冻融循环实验装置。这种装置能够在冻融循环实验中，在材料水浴融化过程中，考虑水流作用的影响。

实现上述目的的技术解决方案如下：

一种可考虑水流影响的冻融循环实验装置，包括出水阀门、进水阀门、出水泵、进水泵、出水流量计、进水流量计、温度传感器、液氮循环系统、储水容器、进水管、出水管、实验箱主体、实验箱盖、试样架、温度控制系统、流量控制系统、导线、液氮、进水管孔、出水管孔、液氮循环孔、导线孔、试样和盛水容器组成。其中，出水阀门、出水泵和出水流量计安装在位于实验箱主体和储水容器之间的出水管上；进水阀门、进水泵和进水流量计安装在位于实验箱主体和储水容器之间的进水管上；实验箱主体内部放置温度传感器；实验箱主体开设有进水管孔、出水管孔、液氮循环孔和导线孔；液氮循环系统通过液氮循环孔与实验箱主体相连接；温度传感器和液氮循环系统通过导线与温度控制系统相连；出水流量计和进水流量计通过导线与流量控制系统相连；试样放置在试样架上；试样架放置在实验箱主体内部；实验箱盖放置实验箱主体上方；液氮能够在液氮循环系统内部循环。在上述各部分中，实验箱主体和实验箱盖由耐低温钢制材料组成，温度传感器、进水管和出水管由耐低温材料组成。

作为本发明专利的一种优选，所述一种可考虑水流影响的冻融循环实验装置，还包括盛水容器，由于水流作用会引起试样内部结构材料(如岩石中的矿物颗粒)损失，通过设置两个能储水的容器，使进水管和出水管各自组成独立的水流体系，从而能够收集到包含试样内部结构材料(如岩石中的矿物颗粒)的水，再通过后续实验定量计算出由于水流作用造成试样内部组分损失量的目的。

本发明相对于现有技术的有益效果为：通过出水阀门、出水泵、出水流量计和出水管组成的出水系统与进水阀门、进水泵、进水流量计和进水管组成的进水系统的配合能够在试样周围形成稳定的水流流过，从而实现在试样融化过程中考虑水流作用的目的，通过控制出水流量计和进水流量计的流量不同，能够实现控制水流速度的目的。

附图说明

图1是本发明的可考虑水流影响的冻融循环实验装置结构示意图。

图2是本发明的实验箱主体结构示意图。

图3是本发明的可考虑水流影响的冻融循环实验装置第二种实施方式结构示意图