CN209432728U - 一种正冻土冻胀力测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是提供了一种正冻土冻胀力的测试系统，该系统装置包括圆形筒体、筒盖、应力测试元件、温度测试元件、数据导线五部分，圆形筒体内壁放置有应力测试单元、温度测试单元，圆形筒体与圆形筒盖通过螺杆固定，导线与应力测试单元、温度测试单元相连接，组装成正冻土冻胀力的测试装置。依据该测试装置提出了一种测试正冻土冻胀力的测试方法。本实用新型的有益效果是正冻土冻胀力的测试系统能有效测试正冻土冻胀力大小，对于评价寒区工程安全性及理论研究具有重要的现实意义。

Description

一种正冻土冻胀力测试系统

技术领域

本实用新型属于土体应力测试研究领域，特别是涉及一种正冻土冻胀力测试系统及其测量方法。

背景技术

我国冻土分布广泛，冻土冻胀力的存在是困扰寒区土体工程应用的一个重要因素，探究不同负温下土体冻胀力变化是改善冻土工程应用以及寒区建筑冻胀力作用下安全稳定性监测的重要手段。因此，发明一种测试正冻土冻胀力的测试系统并能以此测量出土体冻胀时水平及竖向冻胀力，对于寒区土体安全稳定性研究及工程应用具有重要的实际意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种达到测试土体的土样截面在不同深度范围、不同温度下正冻土冻胀力测试系统及其测量方法。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种正冻土冻胀力测试系统，包括：低温控制系统、应力采集系统、温度采集系统，其特征是：还包括测试装置，所述测试装置放置于低温控制系统内，包括带有圆形筒体、筒盖、应力测试元件、温度测试元件和数据导线，所述圆形筒体和筒盖通过螺杆可拆卸固定；所述筒体由两个相同的半筒对接形成，并在筒体中部分布有两个空间位置垂直的导线孔，所述两个相同的半筒在接口处上下分别设有接口固定鼻且用螺丝与螺母拧紧紧固，筒体由两个相同的半筒对接形成是便于打开时容易清除筒内的土；所述应力测试元件设置在圆形筒体内且通过数据导线经圆形筒体上的导线孔穿出与外部应力采集系统，所述温度测试元件设置在筒盖内下方且通过数据导线经筒盖上的导线孔穿出与温度采集系统相连。

所述低温控制系统为低温保藏设备。

土体在低温环境下，土中水将转化为冰体，由于冰体密度低于水体密度，故水转化为冰的过程中体积将会膨胀，由此形成冻胀力。在本文中，冻胀土体挤压测试装置内壁的应力测试单元，温度测试元件能测试土样截面不同深度范围的温度，由上所述达到测试土体不同温度下冻胀力的目的。

本实用新型的另一个技术方案是：一种正冻土冻胀力的测量方法：操作步骤如下：

1)组装测试装置，在测试装置内壁需涂抹凡士林或其他防粘结涂剂；

2)将待测试土体放入测试装置中，土体填装超过圆形筒体上缘0.5-1cm后压平，保证待测试土体能充满整个装置并将筒盖盖好拧紧密封；

3)将测试装置放入低温箱或其他低温设备中，并将低温箱温度调节至试验负温；

4)将数据导线与应力数据采集装置及温度采集设备相连接，记录温度变化值与应力变化值。

本实用新型的有益效果是正冻土冻胀力测量装置，能有效测试土体冻胀过程中冻胀力的大小，并且能实时监测正冻土温度，对于探究温度-冻胀力发展关系，研究寒区冻土工程应用具有重要的现实意义。

附图说明

图1为本实用新型的冻胀力测量装置示意图；

图2为本实用新型的圆形筒体示意图；

图3为本实用新型的筒盖示意图；

图4为本实用新型的侧试系统图。

图中：

1.圆形筒体 2.筒盖 3.应力测试元件

4.温度测试元件 5.数据导线 6.螺杆

11.半筒 12.固定鼻 13.螺丝孔

14.导线孔

具体实施方式

结合附图对本实用新型的测试正冻土冻胀力测试系统及测试方法加以说明。

本实用新型的测试正冻土冻胀力的装置及测试系统是基于：土体在低温环境下体积将会膨胀，由此形成冻胀力。冻胀土体挤压测试装置内壁的应力测试单元，温度测试元件能测试土样截面不同深度范围的温度，由上所述达到测试土体不同温度下冻胀力的目的。

如图1至图4所示，一种正冻土冻胀力测试系统包括低温控制系统、应力采集系统、温度采集系统和冻胀力测量装置，冻胀力测量装置包括圆形筒体1、筒盖2、应力测试元件3、温度测试元件4、数据导线5、螺杆6；圆形筒体1由外形相同的2个半筒11、4个固定鼻12、螺丝孔13、导线孔14组成，4个固定鼻12两两对称分布于圆形筒体1外壁，同时导线孔14分别设置在外壁和筒盖2形心处，固定鼻12及圆形筒体1的无盖边缘分布有螺丝孔13，同时筒盖2沿半径方向等间距布置3根温度测试元件4。数据导线5与应力测试元件3及温度测试元件4连接，并将应力测试元件3布置在导线孔14位置，数据导线5由导线孔14伸出，将2个半筒11对称拼接，并用螺丝通过固定鼻12的螺丝孔13拧紧组装成圆形筒体1，将圆形筒体1及筒盖2的螺丝孔13对齐，并用螺杆6拧紧，组装成测试正冻土冻胀力的装置。

本测试系统的具体操作步骤为：

1)组装测试装置，装置内部需涂抹凡士林或其他防粘结涂剂；

2)将待测试土体放入测试装置中，土体填装超过圆形筒体上缘0.5-1cm后压平，保证待测试土体能充满整个装置。并将筒盖盖好拧紧，注意一定要保持良好的密封性；

3)将装置放入低温箱或其他低温设备中，并将低温箱温度调节至试验负温；

4)将数据导线与应力数据采集装置及温度采集设备相连接，记录温度变化值与应力变化值。

本实用新型的有益效果是正冻土冻胀力测量装置，能有效测试土体冻胀过程中冻胀力的大小，并且能实时监测正冻土温度，对于探究温度-冻胀力发展关系，研究寒区冻土工程应用具有重要的现实意义。

本实用新型的特点是：

1.该装置操作简便，安装简单；

2.该装置能同时测量正冻土温度与冻胀力；

3.该装置用于正冻土温度-冻胀力研究及寒区冻土工程应用，具有重要的现实意义。

Claims (2)

1.一种正冻土冻胀力测试系统，包括：低温控制系统、应力采集系统、温度采集系统，其特征是：还包括测试装置，所述测试装置放置于低温控制系统内，包括带有圆形筒体、筒盖、应力测试元件、温度测试元件和数据导线，所述圆形筒体和筒盖通过螺杆可拆卸固定；所述筒体由两个相同的半筒对接形成，并在筒体中部分布有两个空间位置垂直的导线孔，所述两个相同的半筒在接口处上下分别设有接口固定鼻且用螺丝与螺母拧紧紧固；所述应力测试元件设置在圆形筒体内且通过数据导线经圆形筒体上的导线孔穿出与外部应力采集系统相连，所述温度测试元件设置在筒盖内下方且通过数据导线经筒盖上的导线孔穿出与温度采集系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种正冻土冻胀力测试系统，其特征是：所述低温控制系统为低温保藏设备。