CN101551373A - 冻土力学模型试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模型试验装置，具体是一种冻土力学模型试验装置。其特点是：冻土力学模型试验装置为全钢箱型结构，它包括保温箱体、底板温度控制装置、补水装置、加载装置，以及数据采集与处理装置。该装置采用焊接方式连接为一整体，仅一侧面板采用螺栓连接。其中，保温箱体的底板结构包括保温底板、供水池和供水池顶板，该结构兼顾补水和温度控制的作用。补水装置包括水位控制装置、供水池和补水管路装置。加载装置包括液压千斤顶和液压油泵。数据采集与处理装置包括DT500/600系列数据采集仪和XSL系列温度巡检仪，以及各种类型的传感器。该装置可实现单向和双向冻结条件，实现冻结过程中水分迁移的水分补给，提供模型试验加载破坏的荷载，监测冻土的温度场和应力场，以及冻胀和融沉变形等；实现试验过程中测试数据的自动采集与分析。

Description

冻土力学模型试验装置

技术领域：

本发明涉及一种模型试验装置，具体是一种冻土力学模型试验装置。

背景技术：

目前，在岩土工程界，关于冻土体物理力学性质的研究还没有一套成熟的试验装置可以实现单向和双向的冻结条件，模拟冻土的温度场、位移场和应力场，以及冻结过程中的水分迁移等条件。尤其是在试验室开展大比尺冻土物理力学模型试验研究方面，还没有一套能满足试验要求的试验装置。经国家专利局光盘查新检索，在国内，类似的试验装置仅有“三维地质力学模型试验装置”(专利号：200510045291.7)，但是，该装置仅能满足常规地质力学试验模拟的需要，无法开展低温条件下的冻土物理力学模型试验，它即不能实现土体冻结过程中的水分迁移的水分补给，也不能控制温度过程，不能进行单双向冻结条件的控制，并且，在冻胀力的作用下，其箱体侧壁变形无法满足测力的要求。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种冻土力学模型试验装置。该装置不仅可以进行常规土力学物理模型试验，而且，还可在低温试验室进行冻土物理力学模型试验。该装置可实现单向和双向冻结条件，以及冻结过程中水分迁移的水分补给；能够提供模型试验循环加载试验的荷载；监测冻土的温度场和应力场，以及冻胀和融沉变形等；能实现模型试验过程中测试数据的自动采集与分析。本发明的目的是这样实现的：包含保温箱体、底板温度控制装置、补水装置、加载装置，以及数据采集与处理装置。保温箱体结构仅一侧面板采用可拆卸的螺栓连接，其它各部分结构均采用焊接方式连接为一整体；加载装置和数据采集与处理装置独立于保温箱体结构外，实现远程控制与数据采集，加热管设置在底板供水池内；底板温度控制装置和补水装置共用一个底板供水池；保温箱体侧壁面板一、底板供水池、保温箱体反力梁和保温底板采用焊接方式连接为一整体；保温箱体侧壁面板二前后共两块，其中，保温箱体前侧壁面板二与保温箱体侧壁面板一及保温底板采用螺栓连接，保温箱体后侧壁面板二与保温箱体侧壁面板一及保温底板采用焊接方式连接为一整体。保温箱体的保温底板设为保温箱体的最底层结构。

a、保温底板包括保温底板的纵向边梁、保温底板的横向边梁、保温底板的纵向横梁，以及保温底板的横向横梁；其中，保温底板的纵向边梁的两端与保温底板的横向边梁相连接；保温底板的纵向横梁的一端与保温底板的横向横梁相连接，另一端与保温底板的横向边梁相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；保温底板上部为底板供水池，底板供水池包括底板供水池的纵向边梁、底板供水池的横向边梁、底板供水池的内部支撑梁、底板供水池的底板，以及底板供水池的前侧壁面板；其中，底板供水池的纵向边梁的两端与底板供水池的横向边梁相连接，底板供水池的内部支撑梁的一端与底板供水池的纵向边梁和底板供水池的底板相连接，另一端与底板供水池的底板连接；底板供水池的前侧壁面板的与底板供水池的横向边梁和底板供水池的底板连接，底板供水池的前侧壁面板放置在底板供水池的底板上，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；底板供水池的上面放置底板供水池的顶板一和底板供水池的顶板二，底板供水池的顶板二上有透水孔；保温箱体侧壁面板一、保温箱体前侧壁面板二和保温箱体后侧壁面板二设置于保温底板上部，底板供水池和底板供水池的顶板一和底板供水池的顶板二的外侧；保温箱体侧壁面板一的底梁与保温底板的纵向边梁采用焊接连接，保温箱体侧壁面板一的边梁与保温箱体后侧壁面板二的边梁采用焊接连接，与保温箱体前侧壁面板二的边梁通过连接件一、连接螺栓一和连接件二相连接；保温箱体前侧壁面板二与保温底板采用螺栓连接，保温箱体前侧壁面板二的底梁与保温底板的横向边梁经连接件三、连接螺栓二和连接件四相连接；

b、保温箱体侧壁面板一包括保温箱体侧壁面板一的顶梁、保温箱体侧壁面板一的边梁、保温箱体侧壁面板一的竖梁、保温箱体侧壁面板一的底梁、保温箱体侧壁面板一的横梁、保温箱体侧壁面板一的肋板，以及保温箱体侧壁面板一的面板，其中，保温箱体侧壁面板一的顶梁的两端与保温箱体侧壁面板一的边梁相连接；保温箱体侧壁面板一的竖梁的一端与保温箱体侧壁面板一的顶梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的底梁相连接；保温箱体侧壁面板一的横梁共四根，其中，左侧第一根保温箱体侧壁面板一的横梁的一端与保温箱体侧壁面板一的竖梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的边梁相连接，左侧第二根保温箱体侧壁面板一的横梁的一端与保温箱体侧壁面板一的竖梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的肋板相连接，另外两根保温箱体侧壁面板一的横梁的两端均与保温箱体侧壁面板一的肋板相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

c、保温箱体侧壁面板二包括保温箱体侧壁面板二的顶梁、保温箱体侧壁面板二的边梁、保温箱体侧壁面板二的底梁、保温箱体侧壁面板二的横梁、保温箱体侧壁面板二的竖梁，以及保温箱体侧壁面板二的面板；其中，保温箱体侧壁面板二的顶梁的两端与保温箱体侧壁面板二的边梁相连接；保温箱体侧壁面板二的底梁的两端亦与保温箱体侧壁面板二的边梁相连接；保温箱体侧壁面板二的竖梁的两端与保温箱体侧壁面板二的顶梁和保温箱体侧壁面板二的底梁相连接；保温箱体侧壁面板二的横梁的一端与保温箱体侧壁面板二的边梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板二的竖梁相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

d、保温箱体反力梁设置在保温底板和保温箱体侧壁面板一的外侧，保温箱体反力梁的竖向支撑梁与保温箱体侧壁面板一的顶梁、保温箱体侧壁面板一的竖梁、保温箱体侧壁面板一的底梁、保温箱体侧壁面板一的横梁、保温箱体侧壁面板一的肋板，以及保温底板的纵向边梁相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接；

e、保温箱体反力梁包括保温箱体反力梁的顶部横梁、保温箱体反力梁的竖向支撑梁、保温箱体反力梁的加强板一、保温箱体反力梁的加强板二、保温箱体反力梁的加强板三、保温箱体反力梁的加强板四、保温箱体反力梁的加强板五；其中，保温箱体反力梁的竖向支撑梁的上部与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板二相连接；保温箱体反力梁的加强板二的上部与保温箱体反力梁的顶部横梁相连接，保温箱体反力梁的加强板二的两端与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板三相连接；保温箱体反力梁的顶部横梁的上侧与保温箱体反力梁的加强板四相连接，其下侧与保温箱体反力梁的加强板二相连接，保温箱体反力梁的顶部横梁的左右两侧与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板三相连接，保温箱体反力梁的顶部横梁的翼缘部位与保温箱体反力梁的加强板五相连接；保温箱体反力梁的加强板四的下部与保温箱体反力梁的顶部横梁相连接，保温箱体反力梁的加强板四的两端与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板三相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

f、箱体外侧保温装置放置在试验箱体结构的外侧；箱体外侧保温装置包括珍珠岩、苯板和彩钢板护面；其中，苯板直接包裹在保温底板、保温箱体侧壁面板一、保温箱体前侧壁面板二、保温箱体后侧壁面板二和保温箱体反力梁的外侧；珍珠岩在苯板和试验箱体结构之间的缝隙中，彩钢板包裹在苯板的外侧。底板温度控制装置包括底板供水池、恒温水浴、加热管和管路装置，其中，在底板供水池的横向边梁上有供水池的进水孔、加热管的进口和加热管的出口；加热管设置在底板供水池的支撑梁所形成的空隙内，加热管穿过底板供水池的横向边梁上的加热管的进口和加热管的出口后与管路装置连接，管路装置与恒温水浴连接，加热管与恒温水浴连接，控制温度。补水箱和恒温水浴均经管路装置与保温箱体后侧壁面板二和底板供水池相连接，管路装置与保温箱体后侧壁面板二和底板供水池均焊接连接；补水箱和恒温水浴的外侧包裹有苯板和彩钢板。

底板温度控制装置包括恒温水浴、加热管和底板供水池，加热管在底板供水池内，其原理是通过控制恒温水浴的温度来间接的控制底板供水池的温度，进而实现对底板温度的控制，模拟天然条件下土体冻结时下卧暖土层的温度。底板温度控制范围为0℃～+15℃，控制精度为±0.5℃。补水装置包括水位控制装置、底板供水池和补水管路，其中，水位控制装置包括补水箱和液位控制器，液位控制器放在补水箱内，该装置具有越限报警功能。补水水位/水头控制范围为0～130cm。加载装置包括液压千斤顶和液压油泵，千斤顶所施加的荷载通过液压油泵统一控制调配。加载装置独立于模型试验箱体，在试验过程中，可选择是否进行加载，加载时，利用反力梁施加荷载。数据采集与处理装置包括数据采集仪和温度巡检仪，以及各种类型的传感器。它不仅可实现试验数据的自动采集与分析，还可以以数据表、实时曲线，以及报表等多种形式实时显示试验的进展情况，可以访问历史数据库，实现历史数据的回显。该装置独立于模型试验装置，可根据试验需要，放置在任何地方，可实现试验数据的远程监测。本发明的优点是：为开展暖土和冻土体物理力学模型试验提供了一个有效的平台，可以在试验室开展大比尺冻土物理力学模型试验，监测冻土的温度场和应力场，以及冻胀和融沉变形等，实现冻结过程中水分迁移的水分补给，以及模型试验过程中测试数据的自动采集与分析。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明保温箱体结构原理立体剖面示意图；图2是本发明底板温度控制装置的结构原理示意图，图3是本发明的保温箱体和补水装置的结构原理示意图；图4是本发明保温箱体侧壁面板一和保温箱体侧壁面板二的结构原理示意图；图5是本发明底板供水池的顶板的结构原理示意图；图6是本发明底板供水池的结构原理示意图；图7是本发明保温底板的结构原理示意图；图8是本发明保温箱体反力梁的结构原理示意图。

具体实施方式：

包含保温箱体、底板温度控制装置、补水装置、加载装置，以及数据采集与处理装置。保温箱体结构仅一侧面板采用可拆卸的螺栓连接，其它各部分结构均采用焊接方式连接为一整体；加载装置和数据采集与处理装置独立于保温箱体结构外，实现远程控制与数据采集，加热管36设置在底板供水池52内；底板温度控制装置和补水装置共用一个底板供水池52；保温箱体侧壁面板一48、底板供水池52、保温箱体反力梁53和保温底板51采用焊接方式连接为一整体；保温箱体侧壁面板二前后共两块，其中，保温箱体前侧壁面板二49与保温箱体侧壁面板一48及保温底板51采用螺栓连接，保温箱体后侧壁面板二50与保温箱体侧壁面板一48及保温底板51采用焊接方式连接为一整体。保温箱体的保温底板51设为保温箱体的最底层结构；

a、保温底板51包括保温底板的纵向边梁14、保温底板的横向边梁15、保温底板的纵向横梁16，以及保温底板的横向横梁17；其中，保温底板的纵向边梁14的两端与保温底板的横向边梁15相连接；保温底板的纵向横梁16的一端与保温底板的横向横梁17相连接，另一端与保温底板的横向边梁15相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；保温底板51上部为底板供水池52，底板供水池52包括底板供水池的纵向边梁25、底板供水池的横向边梁26、底板供水池的内部支撑梁27、底板供水池的底板28，以及底板供水池的前侧壁面板29；其中，底板供水池的纵向边梁25的两端与底板供水池的横向边梁26相连接，底板供水池的内部支撑梁27的一端与底板供水池的纵向边梁25和底板供水池的底板28相连接，另一端与底板供水池的底板28连接；底板供水池的前侧壁面板29的与底板供水池的横向边梁26和底板供水池的底板28连接，底板供水池的前侧壁面板29放置在底板供水池的底板28上，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；底板供水池52的上面放置底板供水池的顶板一31和底板供水池的顶板二32，底板供水池的顶板二32上有透水孔33；保温箱体侧壁面板一48、保温箱体前侧壁面板二49和保温箱体后侧壁面板二50设置于保温底板51上部，底板供水池52和底板供水池的顶板一31和底板供水池的顶板二32的外侧；保温箱体侧壁面板一的底梁4与保温底板的纵向边梁14采用焊接连接，保温箱体侧壁面板一的边梁2与保温箱体后侧壁面板二的边梁9采用焊接连接，与保温箱体前侧壁面板二的边梁9通过连接件一42、连接螺栓一43和连接件二44相连接；保温箱体前侧壁面板二49与保温底板51采用螺栓连接，保温箱体侧壁面板二的底梁10与保温底板的横向边梁15经连接件三45、连接螺栓二46和连接件四47相连接；

b、保温箱体侧壁面板一48包括保温箱体侧壁面板一的顶梁1、保温箱体侧壁面板一的边梁2、保温箱体侧壁面板一的竖梁3、保温箱体侧壁面板一的底梁4、保温箱体侧壁面板一的横梁5、保温箱体侧壁面板一的肋板6，以及保温箱体侧壁面板一的面板7，其中，保温箱体侧壁面板一的顶梁1的两端与保温箱体侧壁面板一的边梁2相连接；保温箱体侧壁面板一的竖梁3的一端与保温箱体侧壁面板一的顶梁1相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的底梁4相连接；保温箱体侧壁面板一的横梁5共四根，其中，左侧第一根保温箱体侧壁面板一的横梁5的一端与保温箱体侧壁面板一的竖梁3相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的边梁2相连接，左侧第二根保温箱体侧壁面板一的横梁5的一端与保温箱体侧壁面板一的竖梁3相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的肋板6相连接，另外两根保温箱体侧壁面板一的横梁5的两端均与保温箱体侧壁面板一的肋板6相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

c、保温箱体侧壁面板二49包括保温箱体侧壁面板二的顶梁8、保温箱体侧壁面板二的边梁9、保温箱体侧壁面板二的底梁10、保温箱体侧壁面板二的横梁11、保温箱体侧壁面板二的竖梁12，以及保温箱体侧壁面板二的面板13；其中，保温箱体侧壁面板二的顶梁8的两端与保温箱体侧壁面板二的边梁9相连接；保温箱体侧壁面板二的底梁10的两端亦与保温箱体侧壁面板二的边梁9相连接；保温箱体侧壁面板二的竖梁12的两端与保温箱体侧壁面板二的顶梁8和保温箱体侧壁面板二的底梁10相连接；保温箱体侧壁面板二的横梁11的一端与保温箱体侧壁面板二的边梁9相连接，另一端与保温箱体侧壁面板二的竖梁12相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

d、保温箱体反力梁53设置在保温底板51和保温箱体侧壁面板一48的外侧，保温箱体反力梁的竖向支撑梁19与保温箱体侧壁面板一的顶梁1、保温箱体侧壁面板一的竖梁3、保温箱体侧壁面板一的底梁4、保温箱体侧壁面板一的横梁5、保温箱体侧壁面板一的肋板6，以及保温底板的纵向边梁14相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接；

e、保温箱体反力梁53包括保温箱体反力梁的顶部横梁18、保温箱体反力梁的竖向支撑梁19、保温箱体反力梁的加强板一20、保温箱体反力梁的加强板二21、保温箱体反力梁的加强板三22、保温箱体反力梁的加强板四23、保温箱体反力梁的加强板五24；其中，保温箱体反力梁的竖向支撑梁19的上部与保温箱体反力梁的加强板一20和保温箱体反力梁的加强板二21相连接；保温箱体反力梁的加强板二21的上部与保温箱体反力梁的顶部横梁18相连接，保温箱体反力梁的加强板二21的两端与保温箱体反力梁的加强板一20和保温箱体反力梁的加强板三22相连接；保温箱体反力梁的顶部横梁18的上侧与保温箱体反力梁的加强板四23相连接，其下侧与保温箱体反力梁的加强板二21相连接，保温箱体反力梁的顶部横梁18的左右两侧与保温箱体反力梁的加强板一20和保温箱体反力梁的加强板三22相连接，保温箱体反力梁的顶部横梁18的翼缘部位与保温箱体反力梁的加强板五24相连接；保温箱体反力梁的加强板四23的下部与保温箱体反力梁的顶部横梁18相连接，保温箱体反力梁的加强板四23的两端与保温箱体反力梁的加强板一20和保温箱体反力梁的加强板三22相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

f、箱体外侧保温装置54放置在试验箱体结构55的外侧；箱体外侧保温装置54包括珍珠岩37、苯板38和彩钢板护面39；其中，苯板38直接包裹在保温底板51、保温箱体侧壁面板一48、保温箱体前侧壁面板二49、保温箱体后侧壁面板二50和保温箱体反力梁53的外侧；珍珠岩37在苯板38和试验箱体结构55之间的缝隙中，彩钢板39包裹在苯板38的外侧。底板温度控制装置包括底板供水池52、恒温水浴41、加热管36和管路装置56，其中，在底板供水池的横向边梁26上有供水池的进水孔30、加热管的进口34和加热管的出口35；加热管36设置在底板供水池的支撑梁27所形成的空隙内，加热管36穿过底板供水池的横向边梁26上的加热管的进口34和加热管的出口35后与管路装置56连接，管路装置56与恒温水浴41连接，加热管36与恒温水浴41连接，控制温度。补水装置包括补水箱40、液位控制器57、底板供水池52和管路装置56，液位控制器57放在补水箱40内。补水箱40和恒温水浴41均经管路装置56与保温箱体后侧壁面板二50和底板供水池52相连接，管路装置56与保温箱体后侧壁面板二50和底板供水池52均焊接连接；补水箱40和恒温水浴41的外侧包裹有苯板38和彩钢板39。加载装置和数据采集与处理装置独立于模型试验台装置，在模型试验台外侧的任意位置。

Claims (4)

1、冻土力学模型试验装置，包含保温箱体、底板温度控制装置、补水装置、加载装置，以及数据采集与处理装置，其特征在于：保温箱体结构仅一侧面板采用可拆卸的螺栓连接，其它各部分结构均采用焊接方式连接为一整体；加热管设置在供水池内；底板温度控制装置和补水装置共用一个底板供水池；保温箱体侧壁面板一、底板供水池、保温箱体反力梁和保温底板采用焊接方式连接为一整体；保温箱体侧壁面板二前后共两块，其中，保温箱体前侧壁面板二与保温箱体侧壁面板一及保温底板采用螺栓连接，保温箱体后侧壁面板二与保温箱体侧壁面板一及保温底板采用焊接方式连接为一整体。

2、根据权利要求1所述的冻土力学模型试验装置，其特征在于：保温箱体的保温底板设为保温箱体的最底层结构；

a、保温底板包括保温底板的纵向边梁、保温底板的横向边梁、保温底板的纵向横梁，以及保温底板的横向横梁；其中，保温底板的纵向边梁的两端与保温底板的横向边梁相连接；保温底板的纵向横梁的一端与保温底板的横向横梁相连接，另一端与保温底板的横向边梁相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；保温底板上部为底板供水池，底板供水池包括底板供水池的纵向边梁、底板供水池的横向边梁、底板供水池的内部支撑梁、底板供水池的底板，以及底板供水池的前侧壁面板；其中，底板供水池的纵向边梁的两端与底板供水池的横向边梁相连接，底板供水池的内部支撑梁的一端与底板供水池的纵向边梁和底板供水池的底板相连接，另一端与底板供水池的底板连接；底板供水池的前侧壁面板的与底板供水池的横向边梁和底板供水池的底板连接，底板供水池的前侧壁面板放置在底板供水池的底板上，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；底板供水池的上面放置底板供水池的顶板一和底板供水池的顶板二，底板供水池的顶板二上有透水孔；保温箱体侧壁面板一、保温箱体前侧壁面板二和保温箱体后侧壁面板二设置于保温底板上部，底板供水池和底板供水池的顶板一和底板供水池的顶板二的外侧；保温箱体侧壁面板一的底梁与保温底板的纵向边梁采用焊接连接，保温箱体侧壁面板一的边梁与保温箱体后侧壁面板二的边梁采用焊接连接，与保温箱体前侧壁面板二的边梁通过连接件一、连接螺栓一和连接件二相连接；保温箱体前侧壁面板二与保温底板采用螺栓连接，保温箱体侧壁面板二的底梁与保温底板的横向边梁经连接件三、连接螺栓二和连接件四相连接；

b、保温箱体侧壁面板一包括保温箱体侧壁面板一的顶梁、保温箱体侧壁面板一的边梁、保温箱体侧壁面板一的竖梁、保温箱体侧壁面板一的底梁、保温箱体侧壁面板一的横梁、保温箱体侧壁面板一的肋板，以及保温箱体侧壁面板一的面板，其中，保温箱体侧壁面板一的顶梁的两端与保温箱体侧壁面板一的边梁相连接；保温箱体侧壁面板一的竖梁的一端与保温箱体侧壁面板一的顶梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的底梁相连接；保温箱体侧壁面板一的横梁共四根，其中，左侧第一根保温箱体侧壁面板一的横梁的一端与保温箱体侧壁面板一的竖梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的边梁相连接，左侧第二根保温箱体侧壁面板一的横梁的一端与保温箱体侧壁面板一的竖梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板一的肋板相连接，另外两根保温箱体侧壁面板一的横梁的两端均与保温箱体侧壁面板一的肋板相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

c、保温箱体侧壁面板二包括保温箱体侧壁面板二的顶梁、保温箱体侧壁面板二的边梁、保温箱体侧壁面板二的底梁、保温箱体侧壁面板二的横梁、保温箱体侧壁面板二的竖梁，以及保温箱体侧壁面板二的面板；其中，保温箱体侧壁面板二的顶梁的两端与保温箱体侧壁面板二的边梁相连接；保温箱体侧壁面板二的底梁的两端亦与保温箱体侧壁面板二的边梁相连接；保温箱体侧壁面板二的竖梁的两端与保温箱体侧壁面板二的顶梁和保温箱体侧壁面板二的底梁相连接；保温箱体侧壁面板二的横梁的一端与保温箱体侧壁面板二的边梁相连接，另一端与保温箱体侧壁面板二的竖梁相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

d、保温箱体反力梁设置在保温底板和保温箱体侧壁面板一的外侧，保温箱体反力梁的竖向支撑梁与保温箱体侧壁面板一的顶梁、保温箱体侧壁面板一的竖梁、保温箱体侧壁面板一的底梁、保温箱体侧壁面板一的横梁、保温箱体侧壁面板一的肋板，以及保温底板的纵向边梁相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接；

e、保温箱体反力梁包括保温箱体反力梁的顶部横梁、保温箱体反力梁的竖向支撑梁、保温箱体反力梁的加强板一、保温箱体反力梁的加强板二、保温箱体反力梁的加强板三、保温箱体反力梁的加强板四、保温箱体反力梁的加强板五；其中，保温箱体反力梁的竖向支撑梁的上部与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板二相连接；保温箱体反力梁的加强板二的上部与保温箱体反力梁的顶部横梁相连接，保温箱体反力梁的加强板二的两端与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板三相连接；保温箱体反力梁的顶部横梁的上侧与保温箱体反力梁的加强板四相连接，其下侧与保温箱体反力梁的加强板二相连接，保温箱体反力梁的顶部横梁的左右两侧与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板三相连接，保温箱体反力梁的顶部横梁的翼缘部位与保温箱体反力梁的加强板五相连接；保温箱体反力梁的加强板四的下部与保温箱体反力梁的顶部横梁相连接，保温箱体反力梁的加强板四的两端与保温箱体反力梁的加强板一和保温箱体反力梁的加强板三相连接，上述所有结构均采用焊接方式连接为一整体；

f、箱体外侧保温装置放置在试验箱体结构的外侧；箱体外侧保温装置包括珍珠岩、苯板和彩钢板护面；其中，苯板直接包裹在保温底板、保温箱体侧壁面板一、保温箱体前侧壁面板二、保温箱体后侧壁面板二和保温箱体反力梁的外侧；珍珠岩在苯板和试验箱体结构之间的缝隙中，彩钢板包裹在苯板的外侧。

3、根据权利要求1所述的冻土力学模型试验装置，其特征在于：底板温度控制装置包括底板供水池、恒温水浴、加热管和管路装置，其中，在底板供水池的横向边梁上有供水池的进水孔、加热管的进口和加热管的出口；加热管设置在底板供水池的支撑梁所形成的空隙内，加热管穿过底板供水池的横向边梁上的加热管的进口和加热管的出口后与管路装置连接，管路装置与恒温水浴连接，加热管与恒温水浴连接，控制温度。

4、根据权利要求1所述的冻土力学模型试验装置，其特征在于：补水箱和恒温水浴均经管路装置与保温箱体后侧壁面板二和底板供水池相连接，管路装置与保温箱体后侧壁面板二和底板供水池均焊接连接；补水箱和恒温水浴的外侧包裹有苯板和彩钢板。

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