CN211627563U - 一种冻土冻胀融沉试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冻土冻胀融沉试验机，包括机箱、试验容器箱、第一水浴箱和施压箱，所述机箱内中部通过螺栓安装有底座，所述底座顶部通过螺栓安装有试验容器箱，所述试验容器箱顶部盖设有对应的上盖，所述试验容器箱一侧设置有土壤传感器组，所述土壤传感器组的探测端贯穿插设于试验容器箱内，所述机箱一端分别布设有第一水浴箱和第二水浴箱，所述第一水浴箱通过循环水管与上盖穿设连接，所述第二水浴箱通过循环水管与底座穿设连接，所述机箱顶部通过安装架安装有施压箱。便于人员记录冻土的温度、水分、压力、位移参数对试件进行试验评估，以便更好的对冻土环境进行研究操作。

Description

一种冻土冻胀融沉试验机

技术领域

本实用新型涉及冻土技术领域，特别涉及一种冻土冻胀融沉试验机。

背景技术

目前的冻土研究试验普遍在室外，缺乏可以在室内模拟冻土冻结、解冻过程，无法便捷的获得冻土在不同温度梯度下的冻胀率、吸水率及其排水率和压力技术参数。为此，我们提出一种冻土冻胀融沉试验机。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种冻土冻胀融沉试验机，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种冻土冻胀融沉试验机，包括机箱、试验容器箱、第一水浴箱和施压箱，所述机箱内中部通过螺栓安装有底座，所述底座顶部通过螺栓安装有试验容器箱，所述试验容器箱顶部盖设有对应的上盖，所述试验容器箱一侧设置有土壤传感器组，所述土壤传感器组的探测端贯穿插设于试验容器箱内，所述机箱一端分别布设有第一水浴箱和第二水浴箱，所述第一水浴箱通过循环水管与上盖穿设连接，所述第二水浴箱通过循环水管与底座穿设连接，所述机箱顶部通过安装架安装有施压箱，所述施压箱底部设有压柱，所述机箱顶端贯穿插设有压杆，所述压杆底端压设于上盖顶部，所述压柱与压杆之间安装有压力传感器。

进一步地，所述机箱内一侧顶部通过螺栓安装有风扇，所述风扇底部布设安装有加热装置，所述加热装置底部布设安装有制冷装置。

进一步地，所述施压箱一端通过螺栓安装有伺服电机，所述施压箱内底部通过轴承安装有内螺纹套，所述内螺纹套顶部焊设有齿轴套，所述内螺纹套内螺纹贯穿插设有螺纹杆，所述螺纹杆顶部焊设有六角插杆，所述施压箱内顶部通过连接架固定焊设有内六角套，所述六角插杆顶端插设于内六角套内，所述螺纹杆底端压设于压柱顶部，所述伺服电机的驱动端通过传动带与齿轴套套设连接。

进一步地，所述土壤传感器组包括土壤水分传感器、土壤盐分传感器和土壤温度传感器，所述土壤传感器组的显示端设置于机箱外部，所述试验容器箱内装配试件。

进一步地，所述机箱另一端通过螺栓安装有补水装置，所述补水装置通过管道分别与底座和上盖内的循环水管连接，所述上盖顶部设有位移传感器，所述机箱一侧安装有控制箱。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：开启第一水浴箱和第二水浴箱进行加热工作，通过第一水浴箱和第二水浴箱对上盖和底座进行加热工作，使得上盖和底座对试验容器箱顶部和底部表面进行温度传递，通过土壤传感器组分别为试验容器箱内部的水分、盐分和温度进行检测，且试验容器箱内的温度达到人员的设定值时，人员对试验容器箱内放入所需试验的冻土试件，人员关闭机箱的箱门，当冻土遇热膨胀后，上盖将会被顶出，使得压杆会对压力传感器进行施压，人员通过压力传感器了解压力是否达到设定值，若未达到，则控制伺服电机运转，伺服电机通过传动带带动齿轴套转动，使得齿轴套带动内螺纹套转动，以达到内螺纹套螺纹带动螺纹杆转动，使得螺纹杆转动向压柱施压，使得压柱通过压力传感器对压杆施压，使得压杆对上盖进行压设，在施压达到设定的压力值后，伺服电机停止工作，冻胀过程中的试件体积发生变化导致压力出现变化时，人员通过伺服电机正转或翻转，以保证试验过程中压力的恒定，补水装置装入定量水，试件融沉阶段，水分通过底座进入到试件底面，被试件吸水，试件吸水量可通过观察补水装置确定，从而人员可记录的温度、水分、压力、位移参数对试件进行试验评估，以便更好的对冻土环境进行研究操作；通过该试验机可以在室内模拟冻土冻结、解冻过程，获得冻土在不同温度梯度下的冻胀率、吸水率及其排水率和压力技术参数，为冻土在冷生构造形成过程中的作用以及在高压力作用下土壤冻结时的温度、水分、压力、位移之间的相互关系的检测、研究提供了有效的技术支持，能够获得不同地区具体情况下的地质数据。

附图说明

图1为本实用新型一种冻土冻胀融沉试验机的机箱截面结构示意图。

图2为本实用新型一种冻土冻胀融沉试验机的试验容器箱结构示意图。

图3为本实用新型一种冻土冻胀融沉试验机的施压箱截面结构示意图。

图中：1、机箱；2、控制箱；3、伺服电机；4、传动带；5、施压箱；6、压力传感器；7、压杆；8、上盖；9、风扇；10、加热装置；11、制冷装置；12、第一水浴箱；13、试验容器箱；14、底座；15、第二水浴箱；16、试件；17、补水装置；18、土壤传感器组；19、位移传感器；20、压柱；21、内螺纹套；22、螺纹杆；23、六角插杆；24、内六角套；25、齿轴套。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-3所示，一种冻土冻胀融沉试验机，包括机箱1、试验容器箱13、第一水浴箱12和施压箱5，所述机箱1内中部通过螺栓安装有底座14，所述底座14顶部通过螺栓安装有试验容器箱13，所述试验容器箱13顶部盖设有对应的上盖8，所述试验容器箱13一侧设置有土壤传感器组18，所述土壤传感器组18的探测端贯穿插设于试验容器箱13内，所述机箱1一端分别布设有第一水浴箱12和第二水浴箱15，所述第一水浴箱12通过循环水管与上盖8穿设连接，所述第二水浴箱15通过循环水管与底座14穿设连接，所述机箱1顶部通过安装架安装有施压箱5，所述施压箱5底部设有压柱20，所述机箱1顶端贯穿插设有压杆7，所述压杆7底端压设于上盖8顶部，所述压柱20与压杆7之间安装有压力传感器6。

其中，所述机箱1内一侧顶部通过螺栓安装有风扇9，所述风扇9底部布设安装有加热装置10，所述加热装置10底部布设安装有制冷装置11。

其中，所述施压箱5一端通过螺栓安装有伺服电机3，所述施压箱5内底部通过轴承安装有内螺纹套21，所述内螺纹套21顶部焊设有齿轴套25，所述内螺纹套21内螺纹贯穿插设有螺纹杆22，所述螺纹杆22顶部焊设有六角插杆23，所述施压箱5内顶部通过连接架固定焊设有内六角套24，所述六角插杆23顶端插设于内六角套24内，所述螺纹杆22底端压设于压柱20顶部，所述伺服电机3的驱动端通过传动带4与齿轴套25套设连接。

本实施例中如图3所示，内六角套24用于对六角插杆23的移动方向进行限位，避免螺纹杆22随内螺纹套21产生转动。

其中，所述土壤传感器组18包括土壤水分传感器、土壤盐分传感器和土壤温度传感器，所述土壤传感器组18的显示端设置于机箱1外部，所述试验容器箱13内装配试件16。

其中，所述机箱1另一端通过螺栓安装有补水装置17，所述补水装置17通过管道分别与底座14和上盖8内的循环水管连接，所述上盖8顶部设有位移传感器19，所述机箱1一侧安装有控制箱2。

本实施例中如图1所示，控制箱2用于布设安装装置整体的电源线路。

需要说明的是，本实用新型为一种冻土冻胀融沉试验机，工作时，人员通过加热装置10和制冷装置11为机箱1内调节所需的温度值，通过风扇9实现为机箱1内的空气加快流动，使得机箱1内的温度更加均匀，使用时，开启第一水浴箱12和第二水浴箱15进行加热工作，通过第一水浴箱12和第二水浴箱15对上盖8和底座14进行加热工作，使得上盖8和底座14对试验容器箱13顶部和底部表面进行温度传递，通过土壤传感器组18分别为试验容器箱13内部的水分、盐分和温度进行检测，且试验容器箱13内的温度达到人员的设定值时，人员对试验容器箱13内放入所需试验的冻土试件16，人员关闭机箱1的箱门，当冻土遇热膨胀后，上盖8将会被顶出，使得压杆7会对压力传感器6进行施压，人员通过压力传感器6了解压力是否达到设定值，若未达到，则控制伺服电机3运转，伺服电机3通过传动带4带动齿轴套25转动，使得齿轴套25带动内螺纹套21转动，以达到内螺纹套21螺纹带动螺纹杆22转动，使得螺纹杆22转动向压柱20施压，使得压柱20通过压力传感器6对压杆7施压，使得压杆7对上盖8进行压设，在施压达到设定的压力值后，伺服电机3停止工作，冻胀过程中的试件16体积发生变化导致压力出现变化时，人员通过伺服电机3正转或翻转，以保证试验过程中压力的恒定，补水装置17装入定量水，试件融沉阶段，水分通过底座14进入到试件底面，被试件吸水，试件吸水量可通过观察补水装置17确定，从而人员可记录的温度、水分、压力、位移参数对试件16进行试验评估，以便更好的对冻土环境进行研究操作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种冻土冻胀融沉试验机，包括机箱（1）、试验容器箱（13）、第一水浴箱（12）和施压箱（5），其特征在于，所述机箱（1）内中部通过螺栓安装有底座（14），所述底座（14）顶部通过螺栓安装有试验容器箱（13），所述试验容器箱（13）顶部盖设有对应的上盖（8），所述试验容器箱（13）一侧设置有土壤传感器组（18），所述土壤传感器组（18）的探测端贯穿插设于试验容器箱（13）内，所述机箱（1）一端分别布设有第一水浴箱（12）和第二水浴箱（15），所述第一水浴箱（12）通过循环水管与上盖（8）穿设连接，所述第二水浴箱（15）通过循环水管与底座（14）穿设连接，所述机箱（1）顶部通过安装架安装有施压箱（5），所述施压箱（5）底部设有压柱（20），所述机箱（1）顶端贯穿插设有压杆（7），所述压杆（7）底端压设于上盖（8）顶部，所述压柱（20）与压杆（7）之间安装有压力传感器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀融沉试验机，其特征在于：所述机箱（1）内一侧顶部通过螺栓安装有风扇（9），所述风扇（9）底部布设安装有加热装置（10），所述加热装置（10）底部布设安装有制冷装置（11）。

3.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀融沉试验机，其特征在于：所述施压箱（5）一端通过螺栓安装有伺服电机（3），所述施压箱（5）内底部通过轴承安装有内螺纹套（21），所述内螺纹套（21）顶部焊设有齿轴套（25），所述内螺纹套（21）内螺纹贯穿插设有螺纹杆（22），所述螺纹杆（22）顶部焊设有六角插杆（23），所述施压箱（5）内顶部通过连接架固定焊设有内六角套（24），所述六角插杆（23）顶端插设于内六角套（24）内，所述螺纹杆（22）底端压设于压柱（20）顶部，所述伺服电机（3）的驱动端通过传动带（4）与齿轴套（25）套设连接。

4.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀融沉试验机，其特征在于：所述土壤传感器组（18）包括土壤水分传感器、土壤盐分传感器和土壤温度传感器，所述土壤传感器组（18）的显示端设置于机箱（1）外部，所述试验容器箱（13）内装配试件（16）。

5.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀融沉试验机，其特征在于：所述机箱（1）另一端通过螺栓安装有补水装置（17），所述补水装置（17）通过管道分别与底座（14）和上盖（8）内的循环水管连接，所述上盖（8）顶部设有位移传感器（19），所述机箱（1）一侧安装有控制箱（2）。

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