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原文传递一种冻土模型试验用监测装置及其使用方法

专利名称：	一种冻土模型试验用监测装置及其使用方法
摘要：	本发明公开了一种冻土模型试验用监测装置及其使用方法，包括试样槽，所述试样槽包括试样槽外壁、试样槽内壁和试样槽底座，所述试样槽底座底部安装有升降气缸，所述升降气缸外侧设置有升降气缸导气管孔和升降气缸开关，所述升降气缸顶部固定连接有可移动滑板，所述试样槽内壁固定连接有保温层，所述可移动滑板两侧与试样槽的保温层内壁相接触，所述可移动滑板上放置有多年冻土试样，本发明涉及土工测试测量技术领域。该冻土模型试验用监测装置及其使用方法，解决了传统测量方式在冻土试样不同点位、不同界面及冻土模型整体温度、水分、盐分迁移规律研究中易造成测量误差的问题，加速了试验进程，可以在较短时间内达到理想冻融效果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽建筑大学
发明人：	王芳;闫禹佳;芦川;李凯;马志平;陶明霞;韦璐
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910047140.7
公开号：	CN109668922A
代理机构：	北京科家知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	陈娟
分类号：	G01N25/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	230601 安徽省合肥市经济技术开发区紫云路292号
主权项：	1.一种冻土模型试验用监测装置，包括试样槽，其特征在于：所述试样槽包括试样槽外壁(1)、试样槽内壁(2)和试样槽底座(3)，所述试样槽底座(3)底部安装有升降气缸(6)，所述升降气缸(6)外侧设置有升降气缸导气管孔(7)和升降气缸开关(8)，所述升降气缸(6)顶部固定连接有可移动滑板(9)，所述试样槽内壁(2)固定连接有保温层(4)，所述可移动滑板(9)两侧与试样槽的保温层(4)内壁相接触，所述可移动滑板(9)上放置有多年冻土试样(10)，所述多年冻土试样(10)顶部放置有季节冻土试样(11)，所述多年冻土试样(10)和季节冻土试样(11)外表面设置有可滑移传感器固定环(13)，所述可滑移传感器固定环(13)设置有多个，且由下至上均匀设置，所述可滑移传感器固定环(13)包括固定环内壁(14)和固定环外壁，所述固定环内壁(14)表面设置有传感器固定卡槽(17)，所述传感器固定卡槽(17)均匀设置，所述传感器固定卡槽(17)内部安装有插入式土壤温度水分盐分传感器(15)，所述插入式土壤温度水分盐分传感器(15)内侧设置有传感器感应探针(16)，所述传感器感应探针(16)位于多年冻土试样(10)和季节冻土试样(11)内部，且传感器感应探针(16)设置为不同长度，所述固定环外壁表面设置有滑动滚珠(18)，所述滑动滚珠(18)设置有多个，且均匀设置。 2.根据权利要求1所述的一种冻土模型试验用监测装置，其特征在于：所述固定环内壁(14)与多年冻土试样(10)和季节冻土试样(11)外表面相接触，所述滑动滚珠(18)与试样槽的保温层(4)内壁相接触。 3.根据权利要求1所述的一种冻土模型试验用监测装置，其特征在于：所述多年冻土试样(10)的底部以及四周的位置均放置有半导体制冷片(12)，所述试样槽内壁(2)与保温层(4)之间的位置设置有隔热层(5)。 4.根据权利要求1所述的一种冻土模型试验用监测装置，其特征在于：所述试样槽的顶端安装有红外测距传感器(19)。 5.一种冻土模型试验用监测装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤： (1)试样尺寸确定：根据相似理论进行试样尺寸计算，由具体试验要求确定试验时间t1及要模拟的现场时间t1'(t1远远小于t1')求得模型时间比例为Ct＝t1:t1'＝1:a2(a为常数)，所以可得模型几何比例为Cl＝1:a，再根据现场要模拟的季节冻土高度L与多年冻土高度L1求得模型的季节冻土试样(11)高度为多年冻土试样(10)高度为 (2)试验制样：试验制样可分两种情况：第一种原状土制样，将取自模拟现场的季节冻土与多年冻土按照试验计算尺寸进行切割制成试样；第二种室内制备土样，将取自现场的土样进行烘干洗盐,再根据模拟的土壤含水量含盐量数据进行室内重新制样，首先根据计算的试样高度调节试样槽底板，将试样槽调到合适高度，再结合试样槽内径d及土样干密度ρ计算出所需的经多次烘干洗盐后的季节冻土试样(11)干质量m1＝ρπ(d/2)2l和多年冻土试样(10)干质量m2＝ρπ(d/2)2l1，最后根据已知数据的冻土含水量θ、含盐量w准备相应质量的去离子水与NaCl、Na2SO4、NaHCO3，制成盐水溶液；将盐水溶液分别与m1、m2混合均匀后，先分层装多年冻土，用压实装置对每层填土进行夯实至规定高度，调节半导体制冷片(12)至最低温冷冻12h以上，制成多年冻土试样(10)，再分层装放季节冻土，用压实装置分层夯实直至规定高度，制成季节冻土试样(11)； (3)试验进程：制样完成后试样槽置于试验箱，然后根据现场调查t1'时间内温度变化及降水、光照数据在t1时间重现于试验箱，以使本装置土样可以在试验时间t1模拟现场土样t1'时间的环境变化，后进行试验测试； (4)试验结果测量：多年冻土试样(10)和季节冻土试样(11)内部由下至上设置的多个可滑移传感器固定环(13)中的插入式土壤温度水分盐分传感器(15)，不仅可以测试试样不同点位的温度、水分、盐分迁移规律，还可以测量确定土壤热传导、水分传输、盐分传输公式的初始条件和四周边界条件，安放于季节冻土试样(11)上表面与多年冻土试样(10)下表面的插入式土壤温度水分盐分传感器(15)可以分别测量确定土壤热传导、水分传输、盐分传输公式的上、下边界条件。
所属类别：	发明专利