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原文传递水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置及使用方法

专利名称：	水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置及使用方法
摘要：	本发明涉及一种水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置及使用方法，该装置包括模型箱、高强度玻璃板、膨胀土试样、供水系统、温度控制系统、加载系统及数据采集系统；所述高强度玻璃板设置在所述模型箱内，所述膨胀土试样放置在所述高强度玻璃板上；所述膨胀土试样四周设置有塑料环刀；所述塑料环刀和所述高强度玻璃板均为透明结构；所述膨胀土试样包括膨胀土测试试样和平行测试试样；该使用方法操作简单、调节简便、易于控制；本发明实现了真正的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙的测试，同时避免测试过程中土样结构遭到破坏，提高测试结果的准确性，实现无损伤测试，为膨胀土的水热力耦合研究提供基础。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
发明人：	郭万里;韩迅;朱洵;朱锐;陈正;张欢;蔡正银;黄英豪;武颖利;吴二鲁;关云飞;陈鸽;张晨;曹永勇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910395995.9
公开号：	CN110132965A
代理机构：	北京润川律师事务所
代理人：	张超;周亮
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210015 江苏省南京市鼓楼区广州路223号
主权项：	1.一种水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，包括模型箱(4)、高强度玻璃板(9)、膨胀土试样(10)、供水系统、温度控制系统、加载系统及数据采集系统；所述高强度玻璃板(9)设置在所述模型箱(4)内，所述膨胀土试样(10)放置在所述高强度玻璃板(9)上。 2.根据权利要求1所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述膨胀土试样(10)四周设置有塑料环刀(7)；所述塑料环刀(7)和所述高强度玻璃板(9)均为透明结构；所述膨胀土试样(10)包括膨胀土测试试样(101)和平行测试试样(102)。 3.根据权利要求1所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述供水系统包括水阀、排水管(16)及水箱(17)；所述排水管(16)与所述水箱(17)连接，所述排水管(16)穿过所述模型箱(4)。 4.根据权利要求3所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述水阀包括进水阀(152)和排水阀(151)，所述进水阀(152)设置在与所述水箱(17)相邻的排水管(16)上，所述排水阀(151)设置在靠近所述模型箱(4)底部的排水管(16)上。 5.根据权利要求1-4任一项所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述加载系统包括加载控制系统(1)、传力杆(2)及压力板(6)；所述压力板(6)位于所述膨胀土试样(10)顶端；所述加载控制系统(1)与所述压力板(6)之间通过所述传力杆(2)连接；所述加载控制系统(1)设置在所述模型箱(4)外侧，所述传力杆(2)穿过所述模型箱(4)顶端。 6.根据权利要求1-4任一项所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述温度控制系统包括冷气传输软管(3)、制热板(5)及制冷装置(18)；所述制热板(5)设置在所述模型箱(4)的内侧壁上，且位于所述高强度玻璃板(9)上方；所述制冷装置(18)与所述模型箱(4)之间通过冷气传输软管(3)连接。 7.根据权利要求6所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述冷气传输软管(3)包括进气传输软管和出气传输软管；所述进气传输软管和出气传输软管分别固定在所述模型箱(4)顶端设置的与其相适配的圆孔上。 8.根据权利要求1-4任一项所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述数据采集系统包括摄像头、含水率传感器(11)、含水率信息采集单元(12)、温度信息采集单元(13)及温度传感器(14)；所述含水率传感器(11)与含水率信息采集单元(12)连接；所述温度传感器(14)与温度信息采集单元(13)连接。 9.根据权利要求8所述的水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置，其特征在于，所述摄像头包括第一摄像头(801)和第二摄像头(802)，所述第一摄像头(801)设置在所述膨胀土试样(10)的左侧，所述第二摄像头(802)设置在所述膨胀土试样(10)的正下方。 10.根据权利要求1-9任一项所述水热力耦合作用下膨胀土表面裂隙测试装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤： 101、先通过加载系统，即加载控制系统(1)、传力杆(2)及压力板(6)对膨胀土试样(10)施加压力，至膨胀土试样(10)固结完成，达到稳定状态，保持压力不变； 102、步骤101后，通过温度控制系统对膨胀土试样(10)进行制冷、制热处理，即通过制冷装置(18)对膨胀土试样(10)进行制冷，或通过制热板(5)对膨胀土试样(10)进行制热，实现冻融循环； 103、步骤102后，通过供水系统向模型箱(4)内供水、排水，即先通过打开进水阀(152)，关闭排水阀(151)，通过排水管(16)向模型箱(4)里供水，浸泡膨胀土试样(10)，达到“湿”的状态；再关闭进水阀(152)，打开排水阀(151)，将模型箱(4)里的水排出，模拟膨胀土试样(10)自然干燥状态； 104、通过含水率传感器(11)信息采集单元和温度信息采集单元(13)进行数据采集，全程记录试验过程中膨胀土试样(10)的水分和温度变化；通过摄像头观测膨胀土试样(10)表面裂隙发展情况。
所属类别：	发明专利