CN110018289A - 土体冻胀试验测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及冻土参数测量领域，提供一种土体冻胀试验测试系统，包括低温恒温箱、试样筒和摄像装置；低温恒温箱的一侧面板上设置可视窗口；试样筒设置在低温恒温箱内；试样筒的顶板内设有与第一低温冷浴箱相连的第一循环管路，试样筒的底板内设有与第二低温冷浴箱相连的第二循环管路；试样筒的筒壁开设有第一通孔和第二通孔，温度采集器的采集端插入第一通孔内，水分采集器的采集端插入第二通孔内；摄像装置设置在低温恒温箱外，且摄像装置的摄像端对准所低温恒温箱的可视窗口。本发明提供的土体冻胀试验测试系统在整个试验过程中，不会受土体周围环境的影响，提高了整个试验测试系统的可靠性、可操作性以及精确性。

Description

土体冻胀试验测试系统

技术领域

本发明实施例涉及冻土参数测量技术领域，尤其涉及一种土体冻胀试验测试系统。

背景技术

冻土在我国分布广泛，大量的工程建设穿越冻土地区，由于特殊的气候条件，冻土地区的工程或多或少会遇到冻胀问题。产生冻胀的最主要原因在于冻结过程中地下水源源不断的向冻结锋面迁移，并在此处冻结，产生了较大的冻胀变形量，严重影响到了冻土地区路基、建筑物的安全。探究水分在土体冻结过程中的迁移对土体冻胀机理分析、冻胀变形量预测和冻胀防治具有重要意义。

目前研究水分在土体冻结过程中的迁移主要采用以下方法：在土样冻胀实验完成之后，在低温室将土样取出，切取不同部位的土样进行含水量测试，以得到土样不同高度处的含水量。上述方法在土样切取过程中会造成土体的扰动，以及造成环境温度和土样温度的变化，测试精度较低，且测得的结果为冻结完成后的含水量分布，涉及不到中间过程。除了含水量的定量量测之外，土体冻结过程中的水分迁移，冻结过程中土、水、冰之间的相互作用，对冻胀机理的解释具有重要作用，进行土体冻结过程的微观结构观测意义重大。

发明内容

本发明实施例提供一种土体冻胀试验测试系统，用以解决现有技术中土体冻胀过程中含水量检测不准确、冻结过程观测不明显的问题。

本发明实施例提供一种土体冻胀试验测试系统，包括：低温恒温箱、试样筒和摄像装置；所述低温恒温箱的一侧面板上设置可视窗口，所述可视窗口为抽真空的双层玻璃窗口，所述双层玻璃窗口的内层与外层之间内置光源；所述试样筒为抽真空的双层玻璃筒；所述试样筒设置在所述低温恒温箱内；所述试样筒的顶板内设有与第一低温冷浴箱相连的第一循环管路，所述试样筒的底板内设有与第二低温冷浴箱相连的第二循环管路；所述试样筒的筒壁开设有第一通孔和第二通孔，温度采集器的采集端插入所述第一通孔内，水分采集器的采集端插入所述第二通孔内；所述摄像装置设置在所述低温恒温箱外，且所述摄像装置的摄像端对准所述低温恒温箱的可视窗口。

其中，所述的土体冻胀试验测试系统，还包括：变形检测器；所述变形检测器的检测端与所述试样筒的顶板相贴合。

其中，所述的土体冻胀试验测试系统，还包括：地下水模拟补水装置；所述试样筒的底板内设有水分通道，所述水分通道的一端开口连通所述试样筒内部，另一端开口与所述地下水模拟补水装置的出水端连通。

其中，所述地下水模拟补水装置包括补水箱和马氏补水瓶；所述补水箱的出水端与所述马氏补水瓶的进水端相连，所述马氏补水瓶的出水端与所述水分通道的另一端相连。

其中，所述试样筒的底板开设有多个第三通孔，所述第三通孔形成水分通道；所述底板朝向所述试样筒的一侧设有扩散板，所述扩散板开设有多个第四通孔，每个所述第四通孔的一端连通所述试样筒的内部，另一端连通所述第三通孔的一端；多个所述第三通孔的另一端均与连接头的一端相连，所述连接头的另一端与所述马氏补水瓶的出水端相连；所述第四通孔的孔径小于所述第三通孔的孔径。

其中，所述的土体冻胀试验测试系统，还包括：数据采集仪；所述数据采集仪分别与所述温度采集器、所述水分采集器及所述变形检测器相连。

其中，所述水分采集器为土壤三参数传感器，用于检测所述试样筒内土样的水分、温度和电导率。

其中，所述摄像装置包括：宽场成像子装置和显微成像子装置；所述宽场成像子装置包括第一科学级相机和设置在所述第一科学级相机的镜头前的偏振片；所述显微成像子装置包括第二科学级相机和显微镜，所述第二科学级相机通过适配器与所述显微镜相连；所述显微镜与所述第一科学级相机均安装在调节架上，所述调节架设置在所述可视窗口的外侧，用于调节所述第一科学级相机和所述显微镜的位置。

其中，所述第一通孔的数量为多个，多个所述第一通孔沿所述试样筒的高度方向依次开设在所述试样筒的侧壁面处。

其中，所述第二通孔的数量为多个，多个所述第二通孔沿所述试样筒的高度方向依次开设在所述试样筒的正壁面处。

本发明实施例提供的土体冻胀试验测试系统，通过将试样筒放置在低温恒温箱内，使得低温恒温箱为试样筒提供较稳定的低温环境；通过在试样筒顶板、底板连接的第一、第二冷浴箱为试样提供了精确的二次控温；在低温恒温箱的一侧面板上设置可视窗口，使得摄像装置可以通过该可视窗口较清楚的拍摄到试样筒内土样的冻胀过程；通过将试样筒壁进行抽真空处理和对低温恒温箱可视窗口进行抽真空处理及在其内部设置点光源，解决了低温引起玻璃表面结雾，无法进行外部摄像观测的难题；进而可以较清楚的观察到土样冻胀过程中水分迁移过程；以及通过温度采集器和水分采集器可以采集到土样冻胀过程中，土样的温度和含水量，提高了土样冻胀过程中水分采集和温度采集的精度；整个试验过程不会受土体周围环境的影响，提高了整个试验测试系统的可靠性、可操作性以及精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的土体冻胀试验测试系统的结构示意图；

图2为本发明提供的土体冻胀试验测试系统中温度采集器、水分采集器、变形检测器的位置关系图；

图3为本发明提供的土体冻胀试验测试系统中第一低温冷浴箱、第二低温冷浴箱、马氏补水瓶与试样筒的连接关系图；

其中，1-低温恒温箱；101-可视窗口；102-顶板；103-底板；2-试样筒；3-摄像装置；4-第一低温冷浴箱；5-第二低温冷浴箱；6-马氏补水瓶；7-补水箱；8-变形检测器；9-水分采集器；10-温度采集器；11-数据采集仪；12-土样；13-水分通道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本发明土体冻胀试验测试系统的一个优选实施例，如图1、图2和图3所示，该土体冻胀试验测试系统包括：低温恒温箱1、试样筒2和摄像装置3；低温恒温箱1的一侧面板上设置可视窗口101，可视窗口101为抽真空的双层玻璃窗口，双层玻璃窗口的内层与外层之间内置光源；试样筒2为抽真空的双层玻璃筒；试样筒2设置在低温恒温箱1内；试样筒2的顶板102内设有与第一低温冷浴箱4相连的第一循环管路，试样筒2的底板103内设有与第二低温冷浴箱5相连的第二循环管路；试样筒2的筒壁开设有第一通孔和第二通孔，温度采集器10的采集端插入第一通孔内，水分采集器9的采集端插入第二通孔内；摄像装置3设置在低温恒温箱1外，且摄像装置3的摄像端对准低温恒温箱1的可视窗口101。

具体地，低温恒温箱1用于为冻胀试验提供较稳定的环境温度，例如，低温恒温箱1的控温精度为±0.5℃。且低温恒温箱1的一侧面板上设置可视窗口，例如，将低温恒温箱1的正面侧面板上设置可视窗口101，即低温恒温箱1的正面侧的可视窗口101采用透明可视材料制作；且其为抽真空的双层玻璃窗口，例如，该可视窗口101采用有机玻璃制成，该双层玻璃窗口的内层与外层之间进行了抽真空处理；以及，在该双层玻璃窗口的外层与内层之间内置了光源，例如，该光源为点光源，则光源可以起到照明和加热可视窗口的作用，使得该可视窗口不会在低温环境下结雾，则摄像装置可以从外部较方便的观察低温恒温箱1内部的情况。试样筒2为抽真空的双层玻璃筒，例如，试样筒2为抽真空的双层有机玻璃筒，即，在试样筒的内层与外层之间进行了抽真空处理，使得试样筒2在低温下不会在其表面发生结雾现象，进而使得摄像装置可以较清楚的观察到试样筒2内土样的冻胀过程；该试样筒2用于装载进行土体冻胀试验的土样12。将该试样筒2放置在低温恒温箱1内，使得低温恒温箱1为试样筒2提供低温环境，避免外界环境对土体冻胀试验产生影响。

以及，在试样筒2的顶板102内设有与第一低温冷浴箱4相连的第一循环管路，例如，第一低温冷浴箱4为精度为±0.01℃的低温恒温槽，例如，该第一循环管路为设在顶板102内的盘管或蛇管等，即将第一循环管路的进水端与第一低温冷浴箱4的出水端相连，将第一循环管路的出水端与第一低温冷浴箱4的进水端相连，如图3所示。即，可在试样筒2的顶板102处设置两个端头，该两个端头的一端均与第一循环管路连通，且其中一个端头的另一端连接第一低温冷浴箱4的出水端，另一个端头的另一端连接第一低温冷浴箱4的进水端；使得第一低温冷浴箱4可以不断向第一循环管路内提供冷却液体，即为试样筒2内土体的顶部提供冷却源，使得土体上部的温度得到精确控制。

在试样筒2的底板103内设有与第二低温冷浴箱5相连的第二循环管路，例如，第二低温冷浴箱5为精度为±0.01℃的低温恒温槽，例如，该第二循环管路为设在底板103内的盘管或蛇管等，即将第二循环管路的进水端与第二低温冷浴箱5的出水端相连，将第二循环管路的出水端与第二低温冷浴箱5的进水端相连，如图3所示。即，可在试样筒2的底板103处设置两个端头，该两个端头的一端均与第二循环管路连通，且其中一个端头的另一端连接第二低温冷浴箱5的出水端，另一个端头的另一端连接第二低温冷浴箱5的进水端；使得第二低温冷浴箱5可以不断向第二循环管路内提供冷却液体，即为试样筒2内土体的底部提供冷却源，使得土体下部的温度得到精确控制。即，如此可以设置可以精确控制土体冻胀试验中土样12的温度，使得土样12的温度始终保持在冻结所需的温度。

以及，在试样筒2的筒壁开设第一通孔和第二通孔，例如，第一通孔开设在试样筒2的筒壁上部、中部和/或下部；例如，第二通孔开设在试样筒2的筒壁上部、中部和/或下部；第一通孔和第二通孔可以处于试样筒2的同一横截面上，第一通孔和第二通孔也可以处于试样筒2的不同横截面上，第一通孔和第二通孔可以在径向上错开、也可以在径向上处于同一方向，即在满足传感器布设空间要求的前提下，第一通孔和第二通孔可以开设在试样筒2筒壁的任意位置。通过将温度采集器10的采集端插入第一通孔内，使得该温度采集器10可以采集到试样筒2内土样12的温度；以及，通过将水分采集器9的采集端插入第二通孔内，使得该水分采集器9可以采集到试样筒2内土样12的含水量。以及，在低温恒温箱1的外侧设置摄像装置3，且将摄像装置3的摄像端对准低温恒温箱1中可视窗口101的一侧，则使得该摄像装置3可以透过该可视窗口101较清晰的拍摄到低温恒温箱1内试样筒2中土样12的冻胀过程；避免了将摄像装置3放置在低温恒温箱内进行拍摄时镜头结雾的现象发生；且可以从摄像装置3拍摄的图片中较清楚的观察土样12冻胀过程中水分的迁移。

在本实施例中，通过将试样筒2放置在低温恒温箱1内，使得低温恒温箱为试样筒提供较稳定的低温环境；且在低温恒温箱1的一侧面板上设置可视窗口101，使得摄像装置3可以通过该可视窗口101较清楚的拍摄到试样筒2内土样12的冻胀过程，进而可以较清楚的观察到土样12冻胀过程中水分迁移过程；以及通过温度采集器10和水分采集器9可以采集到土样12冻胀过程中，土样12的温度和含水量，提高了土样12冻胀过程中水分采集和温度采集的精度；整个试验过程不会受土体周围环境的影响，极大的保证了试验过程中温度的恒定，解决了传统试验过程中将摄像装置放置在低温恒温箱内出现的镜头结雾、观测效果不良的问题，提高了整个试验测试系统的可靠性、可操作性以及精确性。

进一步地，土体冻胀试验测试系统，还包括：变形检测器8；变形检测器8的检测端与试样筒2的顶板102相贴合。例如，变形检测器8为位移传感器，则将该位移传感器与试样筒2的顶板102相贴合，当试样筒2内土样12在冻胀过程中发生位移时，该位移传感器可以较准确的检测到土样12的位移量，为土样12冻胀过程中其变化参数提供研究基础。

进一步地，土体冻胀试验测试系统，还包括：地下水模拟补水装置；试样筒2的底板103内设有水分通道13，水分通道13的一端开口连通试样筒2内部，另一端开口与地下水模拟补水装置的出水端连通。即，可以通过该地下水模拟补水装置为试样筒2内的土样12进行补水，且该补水过程可以模拟地下水补水过程，使得土样12冻胀过程更接近自然冻胀过程，提高了土样12冻胀试验的真实性和研究价值。

例如，地下水模拟补水装置为补水箱7和马氏补水瓶6，补水箱7的出水端与马氏补水瓶6的进水端相连，马氏补水瓶6的出水端与水分通道13的另一端相连。例如，试样筒的底板103开设有多个第三通孔，第三通孔形成水分通道，例如，第三通孔沿试样筒2的高度方向贯穿底板103，或者，第三通孔在试样筒2的底板103的内部沿试样筒2的高度方向的截面形状为竖直状或弯曲状等，即只要第三通孔的端部位于扩散板上，第三通孔的开设形式可以采用任意方式；则该第三通孔即可形成水分通道13，第三通孔的顶部即为带有第四通孔的扩散板，土样12放置在扩散板的上方。

例如，扩散板水平设置在试样筒2的底板103的顶部；且扩散板开设有多个第四通孔，第四通孔的孔径小于第三通孔的孔径，以达到将水分均匀部分在试样筒的底部的目的。即，第三通孔朝向试样筒2内的一端通过扩散板上的第四通孔与试样筒2内的土样12连通。例如，该多个第三通孔朝向试样筒2外的一端均与连接头的一端相连，即每个第三通孔朝向试样筒2外的一端均连接至连接头的一端，连接头的另一端与马氏补水瓶6的出水端相连，例如，上述的连接关系为固定连接或可拆卸连接等。则可将马氏补水瓶6内的水可以补充至试样筒2的底板103的第三通孔内，即，水通过水分通道13流至第四通孔；之后，水经第四通孔流至土样12的底部，在土样冻结过程中，将土样12底部的水抽吸到土样12中，以模拟地下水补充过程。当马氏补水瓶6内的水不足时，还可通过补水箱7向该马氏补水瓶6内补充水，提高了整个系统的可操作性。

进一步地，土体冻胀试验测试系统，还包括：数据采集仪11；数据采集仪11分别与温度采集器10、水分采集器9及变形检测器8相连。即，可利用该数据采集仪11实时采集温度采集器10、水分采集器9和变形检测器8的数据，以使操作者可以根据采集温度采集器10、水分采集器9和变形检测器8的数据，观测到土体冻胀过程中土样12的温度情况、含水量和变形量等，为土体冻胀研究提供基础。例如，水分采集器9为土壤三参数传感器，用于检测试样筒2内土样12的水分、温度和电导率，例如，该水分采集器9为CS650/CS655土壤水分/温度/电导率传感器、Hydra Probe II土壤三参数传感器或者SMEC300土壤水分/温度/电导率三参数传感器等，即只要该水分传感器可以检测土样12的水分、温度和电导率，既可以为任意类型的传感器。则数据采集仪11采集水分采集器9的检测参数时，可以同时采集到土样12的水分、温度和电导率；且由于水分采集器9与温度采集器10的布置位置不同，则该试验测试系统可以采集到土样12不同位置处的温度，提高了试验测试系统的精确性。

进一步地，摄像装置3包括：宽场成像子装置和显微成像子装置；宽场成像子装置包括第一科学级相机和设置在第一科学级相机的镜头前的偏振片；显微成像子装置包括第二科学级相机和显微镜，第二科学级相机通过适配器与显微镜相连；显微镜与第一科学级相机均安装在调节架上，调节架设置在可视窗口101的外侧，用于调节第一科学级相机和显微镜的位置。

具体地，该摄像装置3包括宽场成像子装置和显微成像子装置，每套子装置内各配备一个科学级相机；两个子装置针对样品在冻胀试验箱中冻结过程进行实时监测和图像采集。

宽场成像子装置采用第一科学级相机，例如，该第一科学级相机配合F1.6C口相机镜头，例如，采用三脚架固定第一科学级相机，且使该第一科学级相机的镜头与试样筒2中可视窗口101相对，即通过该第一科学级相机对试样筒2内的土样12进行实时监测；试验初期主要用该第一科学级相机进行观察。另外，还可采用LED照明，为第一科学级相机进行补光，以使第一科学级相机可以较清楚的拍摄到试样筒2内土样12的照片。该第一科学级相机的采集范围大于20cm*20cm。采集速度>15fps；为能够较清晰的看到实验过程，还可在第一科学级相机的镜头前设置偏振片，可用于滤除其他方向的杂散光。

显微成像子装置包括第二科学级相机和显微镜，例如，该显微镜为Olympus体视显微镜；该第二科学级相机通过适配器与显微镜相连，即通过调节该适配器，可以将显微镜采集到的图片显示在第二科学级相机上，并将显微镜采集到的图片保存在该第二科学级相机上，使得试验人员可以较方便和清晰地观察到显微镜采集到的图片。另外，也可在该显微成像子装置内设置环形LED照明，为显微镜的物镜镜头提供照明。

显微镜和第一科学级相机均安装在调节架上，例如，该调节架为可自由调节的万向调节架上。待第一科学级相机观察到土样12的冻结点开始形成时，将显微镜移动至冻结点，进行局部细微观察，并采集不同时间点的照片。空间分辨率>100um、采集速度>10fps；通过调节适配器，使得试验人员可以用显微镜的目镜观察，例如，在调节和对焦时，试验人员可以采用目镜观察，锁定需要采集的范围。

该摄像装置3的主要特点是采用二级不同倍率的成像，首先对整体观察，再对冻结点做高分辨率成像；将体视显微子装置引入摄像装置3中，并采用科学级相机，相机的动态范围可以达到14bit，可以较清楚的看到冻结过程的细微变化，即观察到土体冻结过程中土和冰、冰和水之间微观结构的变化。

进一步地，结合图2所示，第一通孔的数量为多个，多个第一通孔沿述试样筒2的高度方向依次开设在试样筒2的侧壁面处。第二通孔的数量为多个，多个第二通孔沿试样筒2的高度方向依次开设在试样筒2的正壁面处。

例如，在试样筒2的侧壁面处沿试样筒2的高度方向依次设有五个或六个第一通孔，每个第一通孔内均设有一个温度采集器10，则可以通过该多个温度采集器10分别检测到试样筒2内不同高度处土样12的温度；且每个温度采集器10均与数据采集仪11相连，则数据采集仪11可以采集到试样筒2内不同高度处土样12的温度，为土体冻胀试验提供研究基础。例如，在试样筒2的正壁面处沿试样筒2的高度方向依次设置五个或六个等第二通孔，每个第二通孔内均设置一个水分采集器9，则可以通过该多个水分采集器9分别检测到试样筒2内不同高度处土样12的水分、温度和电导率；且每个水分采集器9均与数据采集仪11相连，则数据采集仪11可以采集到试样筒2内不同高度处土样12的水分、温度和电导率。

另外，还可以将第一通孔与第二通孔沿试样筒2的高度错开布置，即每个第一通孔与第二通孔的高度均不相同，则可以通过温度采集器10和水分采集器9分别检测到试样筒2内不同高度处土样12的温度，使得整个试验测试系统的精确度较高，为土体冻胀试验提供研究基础。

进一步地，试样筒2的内层与外层之间的区域为真空区域；则可以提高试样筒2的保温效果，使得试样筒2内土样12的温度不会受环境温度的影响，使得试样筒2内土样12的温度始终保持在冻胀温度，解决了传统海绵包裹保温的方法所引起的内部土样冻结过程无法观测的问题。例如，该试样筒为一个直径为10cm，高为20cm的双层有机玻璃桶，并对该双层有机玻璃桶的内层与外层之间进行了抽真空处理。

上述实施例提供的土体冻胀试验测试系统，通过将试样筒放置在低温恒温箱内，使得低温恒温箱为试样筒提供较稳定的低温环境；通过在试样筒顶板、底板连接的第一、第二冷浴箱为试样提供了精确的二次控温；通过在试样筒底板内设置的通孔及其连接的马氏补水瓶和补水箱实现了冻结过程中地下水的补给模拟；在低温恒温箱的一侧面板上设有可视窗口，使得摄像装置可以通过该可视窗口较清楚的拍摄到试样筒内土样的冻胀过程；通过将试样筒壁进行抽真空处理和对低温恒温箱可视窗口进行抽真空处理及其内部设置点光源，解决了低温引起玻璃表面结雾，无法进行外部摄像观测的难题；通过体视微观显微镜和科学相机之间的联合，实现了微结构观测和实时拍摄的有机结合，进而可以较清楚的观察到土样冻胀过程中水分迁移过程；以及通过温度采集器和水分采集器可以采集到土样冻胀过程中，土样的温度和含水量，提高了土样冻胀过程中水分采集和温度采集的精度；整个试验过程不会受土体周围环境的影响，提高了整个试验测试系统的可靠性、可操作性以及精确性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种土体冻胀试验测试系统，包括：低温恒温箱、试样筒；其特征在于，还包括摄像装置；所述低温恒温箱的一侧面板上设置可视窗口，所述可视窗口为抽真空的双层玻璃窗口，所述双层玻璃窗口的内层与外层之间内置光源；所述试样筒为抽真空的双层玻璃筒；

所述试样筒设置在所述低温恒温箱内；所述试样筒的顶板内设有与第一低温冷浴箱相连的第一循环管路，所述试样筒的底板内设有与第二低温冷浴箱相连的第二循环管路；

所述试样筒的筒壁开设有第一通孔和第二通孔，温度采集器的采集端插入所述第一通孔内，水分采集器的采集端插入所述第二通孔内；

所述摄像装置设置在所述低温恒温箱外，且所述摄像装置的摄像端对准所述低温恒温箱的可视窗口。

2.根据权利要求1所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，还包括：变形检测器；所述变形检测器的检测端与所述试样筒的顶板相贴合。

3.根据权利要求1所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，还包括：地下水模拟补水装置；

所述试样筒的底板内设有水分通道，所述水分通道的一端开口连通所述试样筒内部，另一端开口与所述地下水模拟补水装置的出水端连通。

4.根据权利要求3所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，所述地下水模拟补水装置包括补水箱和马氏补水瓶；

所述补水箱的出水端与所述马氏补水瓶的进水端相连，所述马氏补水瓶的出水端与所述水分通道的另一端相连。

5.根据权利要求4所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，所述试样筒的底板开设有多个第三通孔，所述第三通孔形成水分通道；

所述底板朝向所述试样筒的一侧设有扩散板，所述扩散板开设有多个第四通孔，每个所述第四通孔的一端连通所述试样筒的内部，另一端连通所述第三通孔的一端；

多个所述第三通孔的另一端均与连接头的一端相连，所述连接头的另一端与所述马氏补水瓶的出水端相连；所述第四通孔的孔径小于所述第三通孔的孔径。

6.根据权利要求2所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，还包括：数据采集仪；所述数据采集仪分别与所述温度采集器、所述水分采集器及所述变形检测器相连。

7.根据权利要求1所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，所述水分采集器为土壤三参数传感器，用于检测所述试样筒内土样的水分、温度和电导率。

8.根据权利要求1-7任一项所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，所述摄像装置包括：宽场成像子装置和显微成像子装置；

所述宽场成像子装置包括第一科学级相机和设置在所述第一科学级相机的镜头前的偏振片；

所述显微成像子装置包括第二科学级相机和显微镜，所述第二科学级相机通过适配器与所述显微镜相连；

所述显微镜与所述第一科学级相机均安装在调节架上，所述调节架设置在所述可视窗口的外侧，用于调节所述第一科学级相机和所述显微镜的位置。

9.根据权利要求1-7任一项所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，所述第一通孔的数量为多个，多个所述第一通孔沿所述试样筒的高度方向依次开设在所述试样筒的侧壁面处。

10.根据权利要求1-7任一项所述的土体冻胀试验测试系统，其特征在于，所述第二通孔的数量为多个，多个所述第二通孔沿所述试样筒的高度方向依次开设在所述试样筒的正壁面处。