CN101587116B - 大型低温土工模拟试验系统 - Google Patents
大型低温土工模拟试验系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101587116B CN101587116B CN 200910023054 CN200910023054A CN101587116B CN 101587116 B CN101587116 B CN 101587116B CN 200910023054 CN200910023054 CN 200910023054 CN 200910023054 A CN200910023054 A CN 200910023054A CN 101587116 B CN101587116 B CN 101587116B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- thermal isolating
- isolating panel
- test
- test body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种大型低温土工模拟试验系统，包括为测试体提供低温模拟试验环境的隔热保温罩、从所述测试体底部由下至上自动对所述测试体进行补水的底部水分动态补给系统、对隔热保温罩内部温度进行控制调整的温度检测及控制系统和对所述测试体的相关参数进行检测、分析及处理的信号检测及数据采集处理系统。本发明结构简单、设计合理且能耗低、可控性强、性价比高，能有效解决现有大型低温试验测试系统可操作性差、成本高且测试效果不理想等缺陷和不足。
Description
技术领域
本发明属于土工试验测试技术领域，尤其是涉及一种大型低温土工模拟试验系统。
背景技术
随着公路事业的迅速发展，一些特殊土(如冻土、盐渍土等)的基础工程病害日益成为本行业发展的瓶颈。目前，所涉及的上述病害的试验研究大都在低温实验室内进行，但是由于实验室面积相对较大，因而降温升温耗费能源巨大，加之低温模拟实验周期长，造成很多大型低温试验因无力支付巨大的能耗资金而被搁浅。另外，因环境温度的影响很难对实验室内部的温度和水分等因素进行控制，导致试验效果较差，甚至失败。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大型低温土工模拟试验系统，其结构简单、设计合理且能耗低、可控性强、性价比高，能有效解决现有大型低温试验测试系统可操作性差、成本高且测试效果不理想等缺陷和不足。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：包括为测试体提供低温模拟试验环境的隔热保温罩、从所述测试体底部由下至上自动对所述测试体进行补水的底部水分动态补给系统、对隔热保温罩内部温度进行控制调整的温度检测及控制系统和对所述测试体的相关参数进行检测、分析及处理的信号检测及数据采集处理系统；所述底部水分动态补给系统由蓄水装置、布设在所述测试体底部的多个补水装置、接在蓄水装置和所述补水装置间的供水管道、安装在所述供水管道上的阀门、对所述测试体底部的水流流速进行实时检测并同时显示检测结果的流速仪和根据流速仪所检测信号相应对阀门的开关及开度大小进行控制调整的流速控制器，所述流速仪接流速控制器，流速控制器接阀门；所述温度检测及控制系统包括对隔热保温罩内部气温进行实时检测的温度传感器一、与温度传感器一相接且位于隔热保温罩外部的温度控制箱和对隔热保温罩内部气温进行升降调整的温度调整系统，所述温度传感器一和温度调整系统均布设在隔热保温罩内部，所述温度调整系统由温度控制箱根据温度传感器一实时所检测信号相应进行控制；所述信号检测及数据采集处理系统包括对所述测试体的相关参数进行实时检测的传感器组、与传感器组相接的A/D转换器和与A/D转换器相接且对传感器组所检测信号进行分析处理、显示及存储的微处理器，所述传感器组布设在所述测试体内部，A/D转换器和微处理器均布设在隔热保温罩外部，半封闭制冷压缩机组和暖风空调均与温度控制箱相接。
所述隔热保温罩的内壁上铺设有一层由保温材料制成的保温层。
所述隔热保温罩的底部开口处铺有一层玻璃钢保温防水板。
还包括设置在隔热保温罩正上方且对隔热保温罩进行起吊的起吊装置。
所述补水装置为布设在所述测试体底部且表面开有多个流水孔的不锈钢管。
所述温度调整系统包括暖风空调、位于隔热保温罩外部的半封闭制冷压缩机组和与半封闭制冷压缩机组相接的制冷风扇，所述制冷风扇和暖风空调均布设在隔热保温罩内部。
所述温度传感器一、制冷风扇和暖风空调均布设在隔热保温罩顶部的内壁上。
所述供水管道为塑胶套管。
所述传感器组包括对所述测试体内部的温度、水分、盐分和应力分别进行检测的温度传感器二、水分传感器、盐分传感器和压力盒。
所述传感器组布设在所述测试体的内部中部。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理、制造及运行成本低且使用操作简便。
2、试验效果好，特别是对涉及水热等多种因素影响的大型模拟试验，本发明能取代现有的专用低温实验室，其能模拟大气温度随季节和昼夜变化的整个试验环境，从而简单方便地实现在室内进行大型试槽的路基冻胀或盐胀模拟试验的目的，且模拟试验效果非常好，测试参数更加准确。
3、经济效益巨大，本发明可以对测试体内各参数进行动态测试，为大型土工室内低温模拟试验提供一种理想的试验设备，在提高大型低温试验测试精度的同时，也能大幅降低试验费用，利用该设备(约6万RMB)仅需很小的试验费用(仅10匹压缩机所耗电能)完全可以达到专用低温实验室的试验效果，因而实际操作过程中不必再修建专用的低温实验室(约500万RMB)，从而节省高昂的机电设备费、电能消耗费(90匹压缩机所耗电能)和巨额的修建低温实验室费用。
综上所述，本发明结构简单、设计合理且能耗低、可控性强、性价比高，能有效解决现有大型低温试验测试系统可操作性差、成本高且测试效果不理想等缺陷和不足。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明温度检测及控制系统的电路框图。
图3为本发明信号检测及数据采集处理系统的电路框图。
附图标记说明：
1-半封闭制冷压缩机组；2-1-温度传感器一；2-2-温度控制箱；
3-制冷风扇； 4-暖风空调； 5-传感器组；
5-1-温度传感器二； 5-2-水分传感器； 5-3-盐分传感器；
5-4-压力盒； 6-不锈钢管； 7-蓄水装置；
8-流速仪； 9-塑胶套管； 10-微处理器；
11-A/D转换器；12-数据线； 13-隔热保温罩；
14-保温层； 15-玻璃钢保温防水板；16-起吊装置；
17-阀门； 18-流速控制器。
具体实施方式
如图1、图2及图3所示，本发明包括为测试体提供低温模拟试验环境的隔热保温罩13、从所述测试体底部由下至上自动对所述测试体进行补水的底部水分动态补给系统、对隔热保温罩13内部温度进行控制调整的温度检测及控制系统和对所述测试体的相关参数进行检测、分析及处理的信号检测及数据采集处理系统。同时，本发明还包括设置在隔热保温罩13正上方且对隔热保温罩13进行起吊的起吊装置16，所述起吊装置16主要用在试验开始和结束时升降隔热保温罩13。本实施例中，所述隔热保温罩13的内壁上铺设有一层由保温材料制成的保温层14，所述隔热保温罩13的底部开口处铺有一层玻璃钢保温防水板15。所述玻璃钢保温防水板15的主要功能是隔绝隔热保温罩13底部的温度和水分，使待测测试体免受底部环境的影响。
所述底部水分动态补给系统由蓄水装置7、布设在所述测试体底部的多个补水装置、接在蓄水装置7和所述补水装置间的供水管道、安装在所述供水管道上的阀门17、对所述测试体底部的水流流速进行实时检测并同时显示检测结果的流速仪8和根据流速仪8所检测信号相应对阀门17的开关及开度大小进行控制调整的流速控制器18，所述流速仪8接流速控制器18，流速控制器18接阀门17。本实施例中，所述补水装置为布设在所述测试体底部且表面开有多个流水孔的不锈钢管6，所述供水管道为塑胶套管9，也就是说，所述蓄水装置7和表面开有多个流水孔的不锈钢管6间通过塑胶套管9进行连接。所述表面开有多个流水孔的不锈钢管6具体安装在玻璃钢保温防水板15上方。
所述温度检测及控制系统包括对隔热保温罩13内部气温进行实时检测的温度传感器一2-1、与温度传感器一2-1相接且位于隔热保温罩13外部的温度控制箱2-2和对隔热保温罩13内部气温进行升降调整的温度调整系统。所述温度传感器一2-1和温度调整系统均布设在隔热保温罩13内部，所述温度调整系统由温度控制箱2-2根据温度传感器一2-1实时所检测信号相应进行控制。本实施例中，所述温度调整系统包括暖风空调4、位于隔热保温罩13外部的半封闭制冷压缩机组1和与半封闭制冷压缩机组1相接的制冷风扇3，所述制冷风扇3和暖风空调4均布设在隔热保温罩13内部，半封闭制冷压缩机组1和暖风空调4均与温度控制箱2-2相接。并且所述温度传感器一2-1、制冷风扇3和暖风空调4均布设在隔热保温罩13顶部的内壁上。
所述信号检测及数据采集处理系统包括对所述测试体的相关参数进行实时检测的传感器组5、与传感器组5相接的A/D转换器11和与A/D转换器11相接且对传感器组5所检测信号进行分析处理、显示及存储的微处理器10。所述传感器组5布设在所述测试体内部，A/D转换器11和微处理器10均布设在隔热保温罩13外部。本实施例中，所述传感器组5布设在所述测试体的内部中部且其与A/D转换器11间通过数据线12进行连接。所述传感器组5包括对所述测试体内部的温度、水分、盐分和应力分别进行检测的温度传感器二5-1、水分传感器5-2、盐分传感器5-3和压力盒5-4。
本发明使用过程中，通过隔热保温罩13为测试体提供一个低温模拟试验，使得置于隔热保温罩13内部温度在测试过程中不受外界环境温度的影响，且通过所述温度检测及控制系统对隔热保温罩13内温度进行持续动态控制，从而使隔热保温罩13保持在一定的可控范围内，为所述测试体的测试过程提供一个理想的温度环境；同时，通过所述底部水分动态补给系统对测试体底部含水量进行自动补给，使得所述测试体底部的含水量始终处于适宜状态；另外，通过所述信号检测及数据采集处理系统实现动态观测测试体内部不同点位的试验参数等目的；使用操作非常简便且效果非常好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：包括为测试体提供低温模拟试验环境的隔热保温罩(13)、从所述测试体底部由下至上自动对所述测试体进行补水的底部水分动态补给系统、对隔热保温罩(13)内部温度进行控制调整的温度检测及控制系统和对所述测试体的相关参数进行检测、分析及处理的信号检测及数据采集处理系统；所述底部水分动态补给系统由蓄水装置(7)、布设在所述测试体底部的多个补水装置、接在蓄水装置(7)和所述补水装置间的供水管道、安装在所述供水管道上的阀门(17)、对所述测试体底部的水流流速进行实时检测并同时显示检测结果的流速仪(8)和根据流速仪(8)所检测信号相应对阀门(17)的开关及开度大小进行控制调整的流速控制器(18)，所述流速仪(8)接流速控制器(18)，流速控制器(18)接阀门(17)；所述温度检测及控制系统包括对隔热保温罩(13)内部气温进行实时检测的温度传感器一(2-1)、与温度传感器一(2-1)相接且位于隔热保温罩(13)外部的温度控制箱(2-2)和对隔热保温罩(13)内部气温进行升降调整的温度调整系统，所述温度传感器一(2-1)和温度调整系统均布设在隔热保温罩(13)内部，所述温度调整系统由温度控制箱(2-2)根据温度传感器一(2-1)实时所检测信号相应进行控制；所述信号检测及数据采集处理系统包括对所述测试体的相关参数进行实时检测的传感器组(5)、与传感器组(5)相接的A/D转换器(11)和与A/D转换器(11)相接且对传感器组(5)所检测信号进行分析处理、显示及存储的微处理器(10)，所述传感器组(5)布设在所述测试体内部，A/D转换器(11)和微处理器(10)均布设在隔热保温罩(13)外部。
2.按照权利要求1所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述隔热保温罩(13)的内壁上铺设有一层由保温材料制成的保温层(14)。
3.按照权利要求1或2所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述隔热保温罩(13)的底部开口处铺有一层玻璃钢保温防水板(15)。
4.按照权利要求1或2所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：还包括设置在隔热保温罩(13)正上方且对隔热保温罩(13)进行起吊的起吊装置(16)。
5.按照权利要求1或2所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述补水装置为布设在所述测试体底部且表面开有多个流水孔的不锈钢管(6)。
6.按照权利要求1或2所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述温度调整系统包括暖风空调(4)、位于隔热保温罩(13)外部的半封闭制冷压缩机组(1)和与半封闭制冷压缩机组(1)相接的制冷风扇(3)，所述制冷风扇(3)和暖风空调(4)均布设在隔热保温罩(13)内部，半封闭制冷压缩机组(1)和暖风空调(4)均与温度控制箱(2-2)相接。
7.按照权利要求6所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述温度传感器一(2-1)、制冷风扇(3)和暖风空调(4)均布设在隔热保温罩(13)顶部的内壁上。
8.按照权利要求1或2所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述供水管道为塑胶套管(9)。
9.按照权利要求1或2所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述传感器组(5)包括对所述测试体内部的温度、水分、盐分和应力分别进行检测的温度传感器二(5-1)、水分传感器(5-2)、盐分传感器(5-3)和压力盒(5-4)。
10.按照权利要求1或2所述的大型低温土工模拟试验系统，其特征在于：所述传感器组(5)布设在所述测试体的内部中部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910023054 CN101587116B (zh) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | 大型低温土工模拟试验系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910023054 CN101587116B (zh) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | 大型低温土工模拟试验系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101587116A CN101587116A (zh) | 2009-11-25 |
| CN101587116B true CN101587116B (zh) | 2012-12-26 |
Family
ID=41371449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910023054 Expired - Fee Related CN101587116B (zh) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | 大型低温土工模拟试验系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101587116B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102759609B (zh) * | 2012-07-09 | 2015-02-25 | 三峡大学 | 一种可控湿度自动蒸渗测量系统 |
| CN103245771B (zh) * | 2013-04-27 | 2015-08-19 | 同济大学 | 人工地层冻结法对周围环境效应的模型试验装置及方法 |
| CN103884313B (zh) * | 2014-03-24 | 2016-04-27 | 新疆水利水电科学研究院 | 二维矢量测量岩土冻胀融沉的方法 |
| CN107907358A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-13 | 西南石油大学 | 一种冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统及使用方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101082618A (zh) * | 2007-07-05 | 2007-12-05 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 土壤热湿耦合运移模型试验装置 |
| CN101241119A (zh) * | 2008-02-03 | 2008-08-13 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 基于试验环境和接触面可变的岩土模型试验槽及试验方法 |
| CN201417269Y (zh) * | 2009-06-26 | 2010-03-03 | 长安大学 | 大型低温土工模拟试验系统 |
-
2009
- 2009-06-26 CN CN 200910023054 patent/CN101587116B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101082618A (zh) * | 2007-07-05 | 2007-12-05 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 土壤热湿耦合运移模型试验装置 |
| CN101241119A (zh) * | 2008-02-03 | 2008-08-13 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 基于试验环境和接触面可变的岩土模型试验槽及试验方法 |
| CN201417269Y (zh) * | 2009-06-26 | 2010-03-03 | 长安大学 | 大型低温土工模拟试验系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101587116A (zh) | 2009-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104267172B (zh) | 一种多功能一体化式土体冻融试验系统 | |
| CN101788552B (zh) | 土壤冻融过程中污染物迁移转化的模拟装置及方法 | |
| CN106018470B (zh) | 一种建筑墙体动态传热过程测试方法 | |
| CN201063035Y (zh) | 混凝土慢速冻融试验设备 | |
| CN206906293U (zh) | 一种建筑外窗保温性能检测装置 | |
| CN203720123U (zh) | 寒区隧道室内试验装置 | |
| CN204154664U (zh) | 土样冻融试验装置 | |
| CN101587116B (zh) | 大型低温土工模拟试验系统 | |
| CN101126792A (zh) | 用于电气试验的大型多功能人工气候室系统 | |
| CN104374542A (zh) | 大气环境风洞温度层结模拟系统 | |
| CN103924548B (zh) | 一种基于自然传热的湖泊水库水温分层模拟装置 | |
| CN110095337A (zh) | 一种可模拟冻融温度载荷下试件力学性能的试验箱 | |
| CN108454881B (zh) | 一种高低温环境模拟试验箱 | |
| CN102183380A (zh) | 金属屋面综合性能测试系统 | |
| CN201034954Y (zh) | 建筑外窗保温性能检测装置 | |
| CN103439357A (zh) | 外墙湿热传输性能测试方法及其专用气候模拟试验箱 | |
| CN201417269Y (zh) | 大型低温土工模拟试验系统 | |
| CN201063034Y (zh) | 混凝土抗冻试验设备 | |
| US11448633B2 (en) | Test device for simulating pollutant migration and transformation in icing and melting processes of water body | |
| CN202133634U (zh) | 用于测试屋面隔热模块及材料性能的检测装置 | |
| CN104018458B (zh) | 一种基于自然传热的湖泊水库水温分层模拟方法 | |
| CN202189027U (zh) | 混凝土热扩散率测定装置 | |
| CN203364526U (zh) | 一种适用于环境测试的露点控制系统 | |
| CN1570523A (zh) | 海水表层结冰的室内容器装置 | |
| CN108519477B (zh) | 一种季节性冻土地区路基模型试验系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121226 Termination date: 20150626 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |