CN217638252U - 一种制备冻融循环土样的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制备冻融循环土样的装置，具体涉及冻融循环土样技术领域，包括恒温箱，所述恒温箱的内腔底部左侧固定安装有保温材料箱，所述恒温箱的内腔底部位于保温材料箱的右侧固定安装有制冷制热循环装置，所述保温材料箱的内腔底部固定安装有试样保温箱，所述试样保温箱的顶部开设有若干土样腔，所述土样腔的内腔底部固定安装有渗水石，所述渗水石的顶部安装有圆柱形土样，所述渗水石连接有补水管，所述补水管通过渗水石连接有排水管。本实用新型一种制备冻融循环土样的装置带有补水管、排水管、补水瓶和排水瓶，可以达到试样冻融过程中补水的目的，冻融循环过程中水分自由迁移，更好的模拟自然界土样。
Description
技术领域
本实用新型属于相关冻融循环土样技术领域，具体涉及一种制备冻融循环土样的装置。
背景技术
在自然状态条件下，受大气变化的影响，地表岩土会发生百余次的冻结与融化，这个影响过程属于单向温度变化对土体的影响。而单向的冻融循环，它可以导致土结构、性质均发生较大的变化，而这些土的工程性质变化会直接影响到地基及上部建筑物的稳定，这也是寒区工程破坏的最主要原因之一。土样在冻融过程中，土样内部水分冻结会发生体积膨胀，并且向冻结区迁移；融化过程中，冰转化为水，在土体中重新分布。在冻融作用下试样含水量及干密度重新分布，造成试样的结构和均匀性发生变化。随着冻融循环次数的不同，其土的性质也会发生不同的变化。
为了研究土在不同冻融次数下的变化规律，方便在相同温度变化环境下，实现多平行样品统一次数的冻融循环和多样品不同次数冻融循环。因此需要一种单向冻融装置，将多个（或单个）柱形土样的四周及底部以隔热性能良好的保温材料包裹，将其放入低温冷冻恒温箱体中，从而保证只在试样顶部进行热交换的一种冻融循环制样方法。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种制备冻融循环土样的装置，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：
一种制备冻融循环土样的装置，包括恒温箱，所述恒温箱的内腔底部左侧固定安装有保温材料箱，所述恒温箱的内腔底部位于保温材料箱的右侧固定安装有制冷制热循环装置，所述保温材料箱的内腔底部固定安装有试样保温箱，所述试样保温箱的顶部开设有若干土样腔，所述土样腔的内腔底部固定安装有渗水石，所述渗水石的顶部安装有圆柱形土样，所述渗水石连接有补水管，所述补水管通过渗水石连接有排水管，所述排水管远离渗水石的一端固定连接有排水瓶。
优选的，所述补水管远离渗水石的一端固定连接有补水瓶所述补水管上设置有补水阀门和水压表。
优选的，所述保温材料箱的内腔左侧固定安装有环境温度传感器。
优选的，所述圆柱形土样的内部设置有试样温度传感器。
优选的，所述环境温度传感器和试样温度传感器电性连接有数据采集仪。
优选的，所述数据采集仪电性连接有笔记本电脑。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种制备冻融循环土样的装置，具备以下有益效果：
1、本实用新型一种制备冻融循环土样的装置采用制冷制热循环装置为恒温箱内环境温度降温或者升温，实现多次冻融循环，并可以同时在恒温箱箱体内进行多组冻融循环土样的制作。可实现在相同温度变化环境下，多平行样品统一次数的冻融循环和多样品不同次数冻融循环。
2、本实用新型一种制备冻融循环土样的装置带有补水管、排水管、补水瓶和排水瓶，可以达到试样冻融过程中补水的目的，冻融循环过程中水分自由迁移，更好的模拟自然界土样。
3、本实用新型一种制备冻融循环土样的装置利用数据采集仪和笔记本电脑可实时监测土样内部及可控温恒温室环境温度，可更好的监测冻土变化特性与温度之间的关系。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：
图1为本实用新型提出的一种制备冻融循环土样装置的整体结构剖面示意图；
图2为本实用新型提出的一种制备冻融循环土样装置的试样温度传感器结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种制备冻融循环土样装置的系统连接示意图；
图中：1、恒温箱；2、土样腔；3、保温材料箱；4、试样保温箱；5、圆柱形土样；6、渗水石；7、补水管；8、排水管；9、补水瓶；10、水压表；11、补水阀门；12、排水瓶；13、环境温度传感器；14、试样温度传感器；15、数据采集仪；16、笔记本电脑；17、冷制热循环装置。
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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-3所示，一种制备冻融循环土样的装置，包括恒温箱1，恒温箱1的内腔底部左侧固定安装有保温材料箱3，恒温箱1的内腔底部位于保温材料箱3的右侧固定安装有公开号为CN103851759B的制冷制热装置17，保温材料箱3的内腔底部固定安装有试样保温箱4，试样保温箱4的顶部开设有若干土样腔2，土样腔2的内腔底部固定安装有渗水石6，渗水石6的顶部安装有圆柱形土样5，渗水石6连接有补水管7，补水管7通过渗水石6连接有排水管8，排水管8远离渗水石6的一端固定连接有排水瓶12；补水管7远离渗水石6的一端固定连接有补水瓶9补水管7上设置有补水阀门11和型号为OHR-K2水压表10；保温材料箱3的内腔左侧固定安装有型号为OHR-214的环境温度传感器13；圆柱形土样5的内部设置有型号为SA10AC的试样温度传感器14；采用制冷制热循环装置17为恒温箱1内环境温度降温或者升温，实现多次冻融循环，并可以同时在恒温箱1箱体内进行多组冻融循环土样的制作。可实现在相同温度变化环境下，多平行样品统一次数的冻融循环和多样品不同次数冻融循环，通过补水管7、排水管8、补水瓶9和排水瓶12，可以达到试样冻融过程中补水的目的，冻融循环过程中水分自由迁移，更好的模拟自然界土样。
如图3所示，环境温度传感器13和试样温度传感器14电性连接有型号为DAM-4501的数据采集仪15；数据采集仪15电性连接有型号为13x的笔记本电脑16；利用数据采集仪15和笔记本电脑16可实时监测土样内部及可控温恒温室环境温度，可更好的监测冻土变化特性与温度之间的关系。
本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型安装好过后，冷制热循环装置17给恒温箱1内部降温或者升温，实现土样的冻融循环过程，恒温箱1内壁衬有由PVC材料制成的保温材料箱3，保证了箱体内部温度稳定，补水瓶9连通补水管7通过渗水石6与排水管8和排水瓶12连接，补水管7上装有水压表10和补水阀门11，可以根据制样要求设定水压。补水瓶9连通补水管7通过渗水石6是给圆柱形土样5补水，通过补水管7将补水瓶9水通入渗水石6，从而达到圆柱形土样5补水的目的，补水阀门11可控制补水的通、断及水压大小，水压表10可实时显示当前补水水压。排水管8将多余的水排出恒温箱1外；环境温度传感器13和试样温度传感器14分别置于恒温箱1内和圆柱形土样5内，并且通过导线与数据采集仪15连接，数据采集仪15又与笔记本电脑16连接，环境温度传感器13反馈实际环境温度值来控制恒温箱1温度，实时采集圆柱形土样5内部温度及恒温箱1环境温度值，土样隔热装置采用的PVC试样保温材料制成的试样保温箱4将圆柱形土样5的四周及底面包裹，从而保证冻融只从圆柱形土样5顶部发生，实现单向冻结。埋入圆柱形土样5内试样温度传感器14可实时监测圆柱形土样5内部温度的变化。
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 (6)
1.一种制备冻融循环土样的装置，包括恒温箱（1），其特征在于：所述恒温箱（1）的内腔底部左侧固定安装有保温材料箱（3），所述恒温箱（1）的内腔底部位于保温材料箱（3）的右侧固定安装有制冷制热循环装置（17），所述保温材料箱（3）的内腔底部固定安装有试样保温箱（4），所述试样保温箱（4）的顶部开设有若干土样腔（2），所述土样腔（2）的内腔底部固定安装有渗水石（6），所述渗水石（6）的顶部安装有圆柱形土样（5），所述渗水石（6）连接有补水管（7），所述补水管（7）通过渗水石（6）连接有排水管（8），所述排水管（8）远离渗水石（6）的一端固定连接有排水瓶（12）。
2.根据权利要求1所述的一种制备冻融循环土样的装置，其特征在于：所述补水管（7）远离渗水石（6）的一端固定连接有补水瓶（9）所述补水管（7）上设置有补水阀门（11）和水压表（10）。
3.根据权利要求1所述的一种制备冻融循环土样的装置，其特征在于：所述保温材料箱（3）的内腔左侧固定安装有环境温度传感器（13）。
4.根据权利要求1所述的一种制备冻融循环土样的装置，其特征在于：所述圆柱形土样（5）的内部设置有试样温度传感器（14）。
5.根据权利要求3所述的一种制备冻融循环土样的装置，其特征在于：所述环境温度传感器（13）和试样温度传感器（14）电性连接有数据采集仪（15）。
6.根据权利要求5所述的一种制备冻融循环土样的装置，其特征在于：所述数据采集仪（15）电性连接有笔记本电脑（16）。
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