CN215218630U - 一种冻土冻胀量模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冻土冻胀量模拟试验装置，包括柜体，柜体内固定设有试验箱，试验箱呈矩形，试验箱内设有式样筒，式样筒上侧固定连接有环形块，环形块上设有顶部盖体，顶部盖体内设有顶部制冷机构，式样筒下侧设有底部盖体，底部盖体内设有底部制冷机构，底部盖体下侧固定连接有支撑基座，式样筒侧面均匀设有若干传感器插孔，若干传感器插孔内匹配有温度传感器，环形块与底部盖体侧面之间通过若干支杆固定连接。本实用新型可加快式样的冷却速度，有效提高工作效率，同时对土壤冻胀变形具有限制保险的效果，且便于安装。

Description

一种冻土冻胀量模拟试验装置

技术领域

本实用新型涉及冻土冻胀量试验装置技术领域，尤其涉及一种冻土冻胀量模拟试验装置。

背景技术

土体在冻结过程中的冻胀变形量即为冻胀量，土体不均匀冻胀变形是寒区工程大量破坏的重要因素之一，因此，各项工程开展之前，必须对工程所在地区的土体作出冻胀性评价，以便采取相应措施，确保工程构筑物的安全可靠，此时便需要相关的冻土冻胀量模拟试验装置。

现有冻土冻胀量模拟试验装置在对冻土进行实验时，会将准备好的冻土式样放入式样筒内，再通过顶板将式样筒上端开口封闭，此时若冻土式样与顶板之间还存在间隙，便要稍稍用力下压顶板，使得冻土式样与顶板相接触，但是现有的顶板主要靠自身重力下压，在土体试验过程中，若土体的冻胀变形较大，会挤压顶板上升，造成整个顶板被顶出的情况，同时现有的冻土冻胀量模拟试验装置在进行制冷时，上下端的制冷循环管与式样筒上下侧的接触面较小，制冷依然存在现有改进的地方。

为此，我们提出一种冻土冻胀量模拟试验装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种冻土冻胀量模拟试验装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种冻土冻胀量模拟试验装置，包括柜体，所述柜体内固定设有试验箱，所述试验箱呈矩形，所述试验箱内设有式样筒，所述式样筒上侧固定连接有环形块，所述环形块上设有顶部盖体，所述顶部盖体内设有顶部制冷机构，所述式样筒下侧设有底部盖体，所述底部盖体内设有底部制冷机构，所述底部盖体下侧固定连接有支撑基座，所述式样筒侧面均匀设有若干传感器插孔，若干所述传感器插孔内匹配有温度传感器，所述环形块与底部盖体侧面之间通过若干支杆固定连接。

优选地，所述顶部盖体中部贯穿设有圆孔并滑动设有柱形块，所述顶部盖体上侧均匀匹配设有防滑槽，所述顶部盖体外侧面与环形块内侧面之间螺纹连接,所述柱形块上竖直设有位移传感器，所述柱形块设有与位移传感器匹配的插孔，所述柱形块匹配设有上下连通的排气阀，所述顶部盖体上侧设有控制柱形块滑动的控制机构。

优选地，所述控制机构包括第一连接块，所述第一连接块呈圆环状，所述第一连接块外侧套设有第二连接块，所述第二连接块与第一连接块匹配并通过球承转动连接，所述第二连接块通过若干连杆与顶部盖体上侧固定连接，所述第一连接块上侧竖直对称设有两个光杆，两个所述光杆下端贯穿第一连接块并与柱形块上侧转动连接。

优选地，所述顶部制冷机构包括第一蜗形管，所述第一蜗形管分别固定连通有上循环液入口和上循环液出口，所述柱形块设有与第一蜗形管匹配的空腔，所述第一蜗形管位于空腔内，所述上循环液入口和上循环液出口呈竖直设置并贯穿柱形块上侧。

优选地，所述底部制冷机构包括第二蜗形管，所述第二蜗形管分别固定连通有下循环液入口和下循环液出口，所述底部盖体设有与第二蜗形管匹配的空腔，所述第二蜗形管位于空腔内，所述下循环液入口和下循环液出口呈水平设置并贯穿底部盖体侧面。

优选地，所述式样筒底部固定连接有滤网，所述滤网下侧匹配设有水管，所述水管贯穿式样筒底部并延伸至底部盖体内，所述水管贯穿底部盖体和支撑基座并水平延伸至外侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型通过设置在式样筒上下端分别设置顶部制冷机构和底部制冷机构，并将冷却液循环管的样式设置成蜗形管状，使得冷却液在管道流动时，与式样筒上下端的接触面达到最大，从而实现加快冷却速度的效果，有效提高冷却效率。

2、本实用新型通过在式样筒上端设置环形块，并设置与其螺纹连接的顶部盖体，通过设置柱形块与顶部盖体滑动连接，实现下压柱形块挤压样式土的作用，顶部盖体还对柱形块起到一个限制的作用，使得柱形块被有效限制，不会出现被顶出的情况，同时顶部盖体还具有便于安装的作用，方便对式样筒进行封闭，不会对冷却液循环管的连接造成影响。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种冻土冻胀量模拟试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种冻土冻胀量模拟试验装置中的式样筒内部的结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种冻土冻胀量模拟试验装置中的底部制冷机构的结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种冻土冻胀量模拟试验装置中的顶部制冷机构的结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种冻土冻胀量模拟试验装置中的控制机构的结构示意图。

图中：1柜体、2试验箱、3式样筒、4顶部盖体、5顶部制冷机构、6底部盖体、7底部制冷机构、8支撑基座、9传感器插孔、10环形块、11温度传感器、12支杆、13柱形块、14防滑槽、15第一蜗形管、16上循环液入口、17上循环液出口、18位移传感器、19排气阀、20控制机构、21第一连接块、22第二连接块、23连杆、24光杆、25第二蜗形管、26下循环液入口、27下循环液出口、28滤网、29水管、30开合门、31操控面板、32,按压块。

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。

参照图1-5，一种冻土冻胀量模拟试验装置，包括柜体1，柜体1对其内部的结构起到保护和支撑的作用，柜体1内固定设有试验箱2，试验箱2呈矩形，柜体1上铰链转动设有与试验箱2匹配的开合门30，柜体1内部设有控制实验箱2内部温度的温控系统，其与现有的相同，固不做赘述，柜体1侧面匹配设有操控面板31，用于空子温度的设置，以及显示试验数据，与现有的相同，在此不做赘述，试验箱2内设有式样筒3，式样筒3采用导热效果较差的透明玻璃材质，式样筒3上侧固定连接有环形块10，环形块10上设有顶部盖体4，顶部盖体4内设有顶部制冷机构5，起到制冷的作用，式样筒3下侧设有底部盖体6，底部盖体6内设有底部制冷机构7，起到制冷的作用，底部盖体6下侧固定连接有支撑基座8，支撑基座8用于将式样筒3平放在试验箱2内，式样筒3侧面均匀设有若干传感器插孔9，若干传感器插孔9内匹配有温度传感器11，温度传感器11与现有的相同，起到检测温度的作用，温度传感器11插入传感器插孔9内具有密封效果，环形块10与底部盖体6侧面之间通过若干支杆12固定连接，若干支杆12进一步增加了稳定性；

其中，顶部盖体4中部贯穿设有圆孔并滑动设有柱形块13，顶部盖体4对柱形块13起到限位作用，顶部盖体4上侧均匀匹配设有防滑槽14，防滑槽14便于控制顶部盖体4，顶部盖体4外侧面与环形块10内侧面之间螺纹连接,便于安装拆卸，柱形块13上竖直设有位移传感器18，位移传感器18与现有的相同，用于感应位移，进而测量冻土冻胀量，柱形块13设有与位移传感器18匹配的插孔，柱形块13匹配设有上下连通的排气阀19，排气阀19与现有的相同，起到排气的作用，顶部盖体4上侧设有控制柱形块13滑动的控制机构20，控制机构20用于下压控制柱形块13移动；

其中，控制机构20包括第一连接块21，第一连接块21呈圆环状，第一连接块21外侧套设有第二连接块22，第二连接块22与第一连接块21匹配并通过球承转动连接，第一连接块21与第二连接块22相当与一个轴承，第二连接块22通过若干连杆23与顶部盖体4上侧固定连接，第一连接块21上侧竖直对称设有两个光杆24，两个光杆24上端固定连接有按压块32，两个光杆24下端贯穿第一连接块21并与柱形块13上侧转动连接，第一连接块21与第二连接块22是设置使得顶部盖体4时转动不会对柱形块13造成影响，通过按压块32可对两个光杆24进行下压，进而下压柱形块13挤压式样；

其中，顶部制冷机构5包括第一蜗形管15，第一蜗形管15用于流动冷却液，第一蜗形管15为冷却液提供较大的热交换条件，第一蜗形管15分别固定连通有上循环液入口16和上循环液出口17，柱形块13设有与第一蜗形管15匹配的空腔，第一蜗形管15位于空腔内，上循环液入口16和上循环液出口17呈竖直设置并贯穿柱形块13上侧，上循环液入口16和上循环液出口17起到进出冷却液的作用；

其中，底部制冷机构7包括第二蜗形管25，第二蜗形管25也用于流动冷却液，第二蜗形管25为冷却液提供较大的热交换条件，第二蜗形管25分别固定连通有下循环液入口26和下循环液出口27，底部盖体6设有与第二蜗形管25匹配的空腔，第二蜗形管25位于空腔内，下循环液入口26和下循环液出口27呈水平设置并贯穿底部盖体6侧面，下循环液入口26和下循环液出口27起到进出冷却液的作用；

其中，式样筒3底部固定连接有滤网28，滤网28具有较好的过滤效果，滤网28下侧匹配设有水管29，水管29贯穿式样筒3底部并延伸至底部盖体6内，水管29贯穿底部盖体6和支撑基座8并水平延伸至外侧，水管29可同时满足式样筒3的补水和排水的作用。

本实用新型中，该装置的使用步骤如下：

剥去土样的蜡封和胶带，开启土样筒取出土样，将土样切割成合适大小的试样，称量确定密度并取余土测定初始含水率，在式样筒3内壁涂上一薄层凡士林，并在底部放一张薄型滤纸，然后将试样装入式样筒3内，让其自由滑落在底部，在试样顶面上放一张薄型滤纸，

然后转动装上顶部盖体4，并稍稍加力下压按压块32，通过两个光杆24的作用，下压柱形块13挤压式样，以使试样与式样筒3上下紧密接触，将盛有式样的式样筒3放入试验箱2内，通过冷却液外置连接管连接上循环液入口16和上循环液出口17以及连接下循环液入口26和下循环液出口27，通过外置通水管连接水管29，并安装若干温度传感器11，供水并排除气泡，安装位移传感器18，在式样筒3外侧套设保温泡沫，设定冷却温度，进行试验。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种冻土冻胀量模拟试验装置，包括柜体(1)，其特征在于，所述柜体(1)内固定设有试验箱(2)，所述试验箱(2)呈矩形，所述试验箱(2)内设有式样筒(3)，所述式样筒(3)上侧固定连接有环形块(10)，所述环形块(10)上设有顶部盖体(4)，所述顶部盖体(4)内设有顶部制冷机构(5)，所述式样筒(3)下侧设有底部盖体(6)，所述底部盖体(6)内设有底部制冷机构(7)，所述底部盖体(6)下侧固定连接有支撑基座(8)，所述式样筒(3)侧面均匀设有若干传感器插孔(9)，若干所述传感器插孔(9)内匹配有温度传感器(11)，所述环形块(10)与底部盖体(6)侧面之间通过若干支杆(12)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀量模拟试验装置，其特征在于，所述顶部盖体(4)中部贯穿设有圆孔并滑动设有柱形块(13)，所述顶部盖体(4)上侧均匀匹配设有防滑槽(14)，所述顶部盖体(4)外侧面与环形块(10)内侧面之间螺纹连接,所述柱形块(13)上竖直设有位移传感器(18)，所述柱形块(13)设有与位移传感器(18)匹配的插孔，所述柱形块(13)匹配设有上下连通的排气阀(19)，所述顶部盖体(4)上侧设有控制柱形块(13)滑动的控制机构(20)。

3.根据权利要求2所述的一种冻土冻胀量模拟试验装置，其特征在于，所述控制机构(20)包括第一连接块(21)，所述第一连接块(21)呈圆环状，所述第一连接块(21)外侧套设有第二连接块(22)，所述第二连接块(22)与第一连接块(21)匹配并通过球承转动连接，所述第二连接块(22)通过若干连杆(23)与顶部盖体(4)上侧固定连接，所述第一连接块(21)上侧竖直对称设有两个光杆(24)，两个所述光杆(24)下端贯穿第一连接块(21)并与柱形块(13)上侧转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种冻土冻胀量模拟试验装置，其特征在于，所述顶部制冷机构(5)包括第一蜗形管(15)，所述第一蜗形管(15)分别固定连通有上循环液入口(16)和上循环液出口(17)，所述柱形块(13)设有与第一蜗形管(15)匹配的空腔，所述第一蜗形管(15)位于空腔内，所述上循环液入口(16)和上循环液出口(17)呈竖直设置并贯穿柱形块(13)上侧。

5.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀量模拟试验装置，其特征在于，所述底部制冷机构(7)包括第二蜗形管(25)，所述第二蜗形管(25)分别固定连通有下循环液入口(26)和下循环液出口(27)，所述底部盖体(6)设有与第二蜗形管(25)匹配的空腔，所述第二蜗形管(25)位于空腔内，所述下循环液入口(26)和下循环液出口(27)呈水平设置并贯穿底部盖体(6)侧面。

6.根据权利要求1所述的一种冻土冻胀量模拟试验装置，其特征在于，所述式样筒(3)底部固定连接有滤网(28)，所述滤网(28)下侧匹配设有水管(29)，所述水管(29)贯穿式样筒(3)底部并延伸至底部盖体(6)内，所述水管(29)贯穿底部盖体(6)和支撑基座(8)并水平延伸至外侧。

Images