CN212540397U - 一种岩土体循环冻融模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种岩土体循环冻融模拟试验装置，包括模拟箱、侧箱、数据采集装置、压力传感器、录像机和冷冻装置，所述冷冻装置包括制冷机、冷气输送管道、智能温度控制装置及温度传感器，所述制冷机、冷气输送管道和智能温度控制装置均处于侧箱的内侧，所述温度传感器处于模拟箱的内侧；本实用新型可通过调节试验槽放置在不同卡槽中，从而模拟不同坡度的边坡，通过制冷机往模拟箱中注入冷气，使试验槽中温度降低，然后通过压力传感器实时的将在循环冻融条件下试验槽中的样品在不同坡度下开始滑动的压力参数传输到数据采集装置中，实现岩土体在循环冻融条件下破坏的全程可视化及冻胀力参数的实时采集。
Description
技术领域
本实用新型属于地质灾害防灾减灾技术领域，具体涉及一种岩土体循环冻融模拟试验装置。
背景技术
循环冻融在我国西部高寒山区极为常见，岩土体在循环冻融条件下破坏后导致边坡失稳，进而转化为滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，对高寒山区的公路、铁路以及大坝造成严重的威胁，从而造成巨大的经济损失，目前关于岩土体冻融循环试验的研究方法主要有室内模拟研究及现场测试方法，室内模拟研究由于操作简单及费用低等优点，常成为研究者的优选方法，目前关于岩土体冻融的室内模拟研究试验装置主要有“一种冻土冻融循环实验装置”、“多功能公路土基冻融循环试验装置”、“土体冻融过程可视化实验装置”、“一种土壤冻融过程的室内模拟方法”等试验装置。
现有技术中的这些冻融循环试验装置虽然实现了对岩土体的冻融或者循环冻融，但在试验过程中时，未考虑同时对不同坡度条件下的岩土体循环冻融实验，存在一定弊端，同时现有的这些冻融循环试验装置未能实现实验过程的全程可视化，为此本实用新型提出一种岩土体循环冻融模拟试验装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种岩土体循环冻融模拟试验装置，以解决上述背景技术中提出的现有技术中的这些冻融循环试验装置虽然实现了对岩土体的冻融或者循环冻融，但在试验过程中时，未考虑同时对不同坡度条件下的岩土体循环冻融实验，存在一定弊端，同时现有的这些冻融循环试验装置未能实现实验过程的全程可视化问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种岩土体循环冻融模拟试验装置，包括模拟箱、侧箱、数据采集装置、压力传感器、录像机和冷冻装置，所述冷冻装置包括制冷机、冷气输送管道、智能温度控制装置及温度传感器，所述制冷机、冷气输送管道和智能温度控制装置均处于侧箱的内侧，所述温度传感器处于模拟箱的内侧，所述模拟箱的前表面、右侧面和顶部表面均设置有透明玻璃板，所述模拟箱的内侧设置有试验槽和可移动支架，所述试验槽由底板和三个透明隔板组成，所述底板的底端与模拟箱通过铰链旋转连接，三个所述透明隔板均设置在底板的顶部表面，所述可移动支架的一侧开设有三个与底板相对应的卡槽，所述可移动支架与模拟箱之间设有滑动机构。
优选的，所述滑动机构包括固定在可移动支架的底端的T形滑块，且模拟箱的底端内部开设有与T形滑块相对应的T形滑槽，所述T形滑块处于T形滑槽的内侧。
优选的，所述模拟箱的右侧内壁设置有两个滑轨，且透明玻璃板的两端均处于滑轨内侧。
优选的，所述压力传感器与数据采集装置之间通过数据线连接，所述模拟箱的右侧内壁开设有与数据线相对应的圆孔。
优选的，所述冷气输送管道的一端与制冷机连接，所述冷气输送管道的另一端通过位于模拟箱左侧内壁的圆孔与模拟箱后侧的制冷板连接，所述智能温度控制装置的一端与制冷机连接，所述智能温度控制装置的另一端与温度传感器连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型可通过调节试验槽放置在不同卡槽中，从而模拟不同坡度的边坡，通过制冷机往模拟箱中注入冷气，使试验槽中温度降低，然后通过压力传感器实时的将在循环冻融条件下试验槽中的样品在不同坡度下开始滑动的压力参数传输到数据采集装置中，实现岩土体在循环冻融条件下破坏的全程可视化及冻胀力参数的实时采集，同时录像机可以实时的记录试验槽中样品从稳定到开始滑下的全过程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型可移动支架与模拟箱连接处的侧视剖视图；
图3为本实用新型可移动支架与模拟箱连接处的剖视图；
图中：1、模拟箱；2、透明隔板；3、透明玻璃板；4、侧箱；5、数据采集装置；6、卡槽；7、可移动支架；8、压力传感器；9、底板；10、录像机；11、T形滑块；12、T形滑槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：一种岩土体循环冻融模拟试验装置，包括模拟箱1、侧箱4、数据采集装置5、压力传感器8、录像机10和冷冻装置，录像机10是为了实时的记录试验过程中试验槽中样品的从稳定到下滑过程，冷冻装置包括制冷机、冷气输送管道、智能温度控制装置及温度传感器，制冷机、冷气输送管道和智能温度控制装置均处于侧箱4的内侧，温度传感器处于模拟箱1的内侧，模拟箱1的前表面、右侧面和顶部表面均设置有透明玻璃板3，模拟箱1的前表面、右侧面和顶部表面均开设有与透明玻璃板3相对应的缺口，为了便于观测试验过程模拟箱1中岩土体的情况，其它面均为不透明的板构成，同时用隔温材料进行了处理，模拟箱1的内侧设置有试验槽和可移动支架7，试验槽由底板9和三个透明隔板2组成，底板9的底端与模拟箱1通过铰链旋转连接，三个透明隔板2均固定在底板9的顶部表面，可移动支架7的一侧开设有三个与底板9相对应的卡槽6，可移动支架7与模拟箱1之间设有滑动机构，试验过程中把底板9放置到不同的卡槽6，目的是为了调节试验槽的不同角度，即可对不同坡度条件下的岩土体进行循环冻融实验。
本实施例中，优选的，滑动机构包括固定在可移动支架7的底端的T形滑块11，且模拟箱1的底端内部开设有与T形滑块11相对应的T形滑槽12，T形滑块11处于T形滑槽12的内侧，使得可移动支架7可顺利滑移。
本实施例中，优选的，模拟箱1的右侧内壁设置有两个滑轨，且透明玻璃板3的两端均处于滑轨内侧，使得处于模拟箱1的右侧内壁的透明玻璃板3可以侧滑，致使操作人员可以通过模拟箱1的右侧的缺口向箱内放入实验样品。
本实施例中，优选的，压力传感器8与数据采集装置5之间通过数据线连接，模拟箱1的右侧内壁开设有与数据线相对应的圆孔，可通过数据采集装置5记录样品在循环冻融过程中压力变化情况。
本实施例中，优选的，冷气输送管道的一端与制冷机连接，冷气输送管道的另一端通过位于模拟箱1左侧内壁的圆孔与模拟箱1后侧的制冷板连接，智能温度控制装置的一端与制冷机连接，智能温度控制装置的另一端与温度传感器连接，整个过程全部采用数字化仪表显示，实现自动计时、控温、计次，试验结束自动停机，试验时只需把试件放入模拟箱1内，设定好试验参数，冰冻水融即在同一箱内完成，整个试验过程无须人看管，仪表对每个循环次数进行记录，达到设定循环次数后，整机自动停止运行，并告之用户。可实现对岩土体的循环冻融需求。
本实用新型中数据采集装置5的型号为FN-PINNU；
本实用新型中压力传感器8的型号为PT124G-3101；
本实用新型中录像机10的型号为FHD-K9R；
本实用新型中制冷机的型号为LN-15W，制冷机的温度范围-40℃～+40℃；
本实用新型中智能温度控制装置的型号为SGM-WS110；
本实用新型中温度传感器的型号为MF52；
本实用新型的工作原理及使用流程：该岩土体循环冻融模拟试验装置在使用时，首先将模拟箱1右侧的透明玻璃板3侧滑打开，并将配置好的样品均匀的填筑于试验槽中，然后将压力传感器8平行均匀埋于试验槽样品中的前、中、后不同位置，再次填筑样品，并将压力传感器8通过数据线与外部的数据采集装置5连接，根据试验要求，调节位于试验槽后部可移动支架7，先将可移动支架7侧移，并将底板9在铰链的作用下上旋，致使底板9的端部可以与任意一个卡槽6对齐，然后再将可移动支架7回推，致使底板9的端部可以卡入卡槽6的内侧，即可使得底板9得到限位并使得试验槽呈一定的坡度，以此达到调节试验槽坡度的作用，调节完毕后再侧滑关上模拟箱1右侧的透明玻璃板3，并将录像机10放置于支架上，调整好角度，且放置于模拟箱1的正前方，打开电源，使制冷机工作，根据试验要求，通过调节位于制冷机前部的按钮设定试验所需的温度及循环冻融次数参数，同时打开录像机10记录试验整个过程位于试验槽中样品的变化情况，通过压力传感器8及数据线将试验过程中的压力参数输入到数据采集装置5中，直止试验完成，从而实现对岩体体的循环冻融实验，且可以同时对不同坡度条件下的岩土体进行循环冻融实验，同时本设备可实现岩土体循环冻融过程可视化和土压力数据实时采集和分析。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种岩土体循环冻融模拟试验装置，其特征在于：包括模拟箱(1)、侧箱(4)、数据采集装置(5)、压力传感器(8)、录像机(10)和冷冻装置，所述冷冻装置包括制冷机、冷气输送管道、智能温度控制装置及温度传感器，所述制冷机、冷气输送管道和智能温度控制装置均处于侧箱(4)的内侧，所述温度传感器处于模拟箱(1)的内侧，所述模拟箱(1)的前表面、右侧面和顶部表面均设置有透明玻璃板(3)，所述模拟箱(1)的内侧设置有试验槽和可移动支架(7)，所述试验槽由底板(9)和三个透明隔板(2)组成，所述底板(9)的底端与模拟箱(1)通过铰链旋转连接，三个所述透明隔板(2)均设置在底板(9)的顶部表面，所述可移动支架(7)的一侧开设有三个与底板(9)相对应的卡槽(6)，所述可移动支架(7)与模拟箱(1)之间设有滑动机构。
2.根据权利要求1所述的一种岩土体循环冻融模拟试验装置，其特征在于：所述滑动机构包括固定在可移动支架(7)的底端的T形滑块(11)，且模拟箱(1)的底端内部开设有与T形滑块(11)相对应的T形滑槽(12)，所述T形滑块(11)处于T形滑槽(12)的内侧。
3.根据权利要求1所述的一种岩土体循环冻融模拟试验装置，其特征在于：所述模拟箱(1)的右侧内壁设置有两个滑轨，且透明玻璃板(3)的两端均处于滑轨内侧。
4.根据权利要求1所述的一种岩土体循环冻融模拟试验装置，其特征在于：所述压力传感器(8)与数据采集装置(5)之间通过数据线连接，所述模拟箱(1)的右侧内壁开设有与数据线相对应的圆孔。
5.根据权利要求1所述的一种岩土体循环冻融模拟试验装置，其特征在于：所述冷气输送管道的一端与制冷机连接，所述冷气输送管道的另一端通过位于模拟箱(1)左侧内壁的圆孔与模拟箱(1)后侧的制冷板连接，所述智能温度控制装置的一端与制冷机连接，所述智能温度控制装置的另一端与温度传感器连接。
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| CN202021442147.3U CN212540397U (zh) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | 一种岩土体循环冻融模拟试验装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115980119A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-04-18 | 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司 | 一种岩溶区露天边坡岩体冻融试验装置及方法 |
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2020
- 2020-07-21 CN CN202021442147.3U patent/CN212540397U/zh active Active
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