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原文传递 “湿干冻融”条件下土工离心模拟系统中的离心模型箱及其使用方法

专利名称：	“湿干冻融”条件下土工离心模拟系统中的离心模型箱及其使用方法
摘要：	本发明公开了一种“湿干冻融”条件下土工离心模拟系统中的离心模型箱及其使用方法，包括外模型箱、底座、内模型箱、保温材料、隔热支撑、进出水口、观察窗口和排风口。模型箱前后左右四个侧板由外到内分别为外模型箱，保温层和内模型箱，底板由外到内分别为外模型箱、底座和内模型箱，顶部为顶框。保温层中均匀布置隔热支撑，顶框与外模型箱侧壁均匀布置金属支撑块，且焊接连接。外模型箱的前侧板中部设置矩形观察窗口，观察窗口四周设置金属条密封，金属条与外模型箱前侧板通过螺栓连接。模型箱前侧左上部设置圆形通风口，左侧设置圆形进出水口。本发明离心模型试验箱能够较好地实现对寒区岩土工程离心模型土样进行隔热保温，提高了试验精度。
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：	蔡正银;顾行文;郭万里;朱洵;朱锐;黄英豪;关云飞;高长胜;徐光明;张晨;曹永勇;韩迅;任国峰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910402296.2
公开号：	CN110320342A
代理机构：	北京润川律师事务所
代理人：	张超;周亮
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
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“湿干冻融”条件下土工离心模拟系统中的离心模型箱，其特征在于，所述离心模型箱包括，外模型箱(1)、模型箱底座(2)、内模型箱(4)、保温层(3)、隔热支撑(13)、和顶框(11)。 2.如权利要求1所述的离心模型箱，其特征在于，所述外模型箱(1)置于所述离心模型箱的最外层；所述外模型箱(1)由外模型箱底板(1-1)和外模型箱侧板(1-2)通过焊接密封制成。 3.如权利要求1所述的离心模型箱，其特征在于，所述内模型箱(4)置于所述模型试验箱的最内层；所述内模型箱(4)由多个有机玻璃板通过螺钉紧固连接制成，各有机玻璃板之间设置“O”型密封圈，接缝处涂抹密封胶。 4.如权利要求1所述的离心模型箱，其特征在于，所述内模型箱(4)和外模型箱(1)之间留有间隙，形成夹层，所述夹层内填充有保温层(3)和模型箱底座(2)，并设置有隔热支撑(13)。 5.如权利要求4所述的离心模型箱，其特征在于，所述保温层(3)与隔热支撑(13)均设置于所述内模型箱(4)和外模型箱(1)的侧壁之间；所述模型箱底座(2)置于外模型箱底板(1-1)和内模型箱(4)底板之间；所述隔热支撑(13)分别紧固连接内模型箱(4)和外模型箱(1)，用于内、外模型箱之间的支撑和紧固联接。 6.如权利要求5所述的离心模型箱，其特征在于，所述保温层(3)的填充材料为高保温隔热材料聚氨酯；所述隔热支撑(13)和模型箱底座(2)的材质均为实心木材。 7.如权利要求1所述的离心模型箱，其特征在于，所述模型箱(1)的正面侧壁中部开设有贯穿的矩形观察窗(6)；所述观察窗(6)由有机玻璃制成，且所述观察窗(6)的四周利用不锈钢密封条(7)进行密封保护。 8.如权利要求1所述的离心模型箱，其特征在于，所述外模型箱(1)的正面侧壁上方开设有贯穿的通风口(9)，其高度能够保证通风口(9)位于离心模型试验箱盛装的土质模型的上部，所述通风口(9)能够连接外部通风设备，实现冷气和暖气的对流，保证模型箱内部的各处的温度均匀分布。 9.如权利要求1所述的离心模型箱，其特征在于，所述外模型箱(1)的侧壁设有贯穿的进出水口(10)，所述进出水口(10)与外部供水系统相连接，实现对模型箱内部试验模型水位升降的动态控制；所述内模型箱(4)内的进出水口(10)处设置有圆形透水石，以密封胶进行固定，对进出离心模型试验箱内的水进行过滤；所述进出水口(10)的高度与离心模型试验箱盛装的土质模型的最低处平齐。 10.根据权利要求1-9任一项所述的离心模型箱的使用方法，其特征在于，所述方法具体包括： S1.所述离心模型箱通过螺孔与离心机吊篮进行螺栓连接，将整个离心模型试验箱固定在离心机吊篮上；将所述离心模型箱的顶框(11)与外部温控装置连接；将离心模型箱的进出水口(10)与外部水箱连接；将离心模型箱的通风口(9)与外部抽排风机连接； S2.在试验过程中外部水箱中的水通过进出水口(10)进入到所述模型试验箱，对所述模型试验箱中的试验土体施加“湿”的作用，达到预定水位后，关闭进出水口(10)； S3.当为试验土体施加“湿”的作用结束后，需要将所述模型箱中的水放出，打开进出水口(10)，所述模型箱的水从试验土体的最低处通过进出水口(10)回流至外部水箱，对模型箱中的土体施加“干”的作用，模拟箱中的水排完之后，关闭进出水口(10)； S4.打开通风口(9)，外部抽排风机工作，对模型箱内持续吹风，实现空气对流，进一步对模型箱内土体施加“干”的作用； S5.温控装置制冷板或制热板工作，向模型箱内的土体施加“冻”或“融”的作用；进一步地，打开排风口，让外部抽排风机工作，对保温箱内持续吹风，实现空气对流，进一步对模型箱内土体施加“冻”或“融”的作用； S6.循环实施步骤S2-S5，则能实现对模型箱内的土体施加“湿干冻融”循环作用。
所属类别：	发明专利