一种在冻融循环条件下盐渍土试件制备装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种在冻融循环条件下盐渍土试件制备装置，由试件箱与电子控制系统组成,在试件箱内的试样筒，由两块半圆形塑料筒构成，外部采用圆环进行固定;顶部与底部各有一个固定装置，用于把透水石与滤纸固定于试样筒上，也可以把试样筒固定于上、下部的隔温板上;上部温度控制层用于模拟自然环境的温度变化，下部的温度控制层用于模拟土体内部的温度变化，同时在下部的隔温板底部固定有补水器，用于测试地下水分与盐分对盐渍土在冻融循环工程中的补给;制成试件后在三轴剪力仪进行抗压强度参数测量，为盐渍土地区工程建设提供参考依据。
【专利说明】一种在冻融循环条件下盐渍土试件制备装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及盐溃土试件的制备，尤其适用于在冻融循环条件下盐溃土试件的制备与测试的应用。
【背景技术】
[0002]盐溃土在西北地区分布较广，随着工程建设的需要，盐溃土地区的工程建设数量也在不断的增长，由于盐溃土具有较为特殊的性质，经历多次季节性的温差变化后，直接给工程造成翻浆、溶陷、腐蚀等问题，例如青藏铁路、兰新铁路等，所以开展盐溃土对工程的危害或改良盐溃土或科学利用盐溃土的研究，显得十分必要。
[0003]在盐溃土的工程性质中，抗压强度是最主要的性质之一，在目前的盐溃土强度测定中，实验室常用的测定方法，是在一定量的土中，按设计的要求加入一定比例的盐分，对其进行闷料24h，然后装入制样筒分三层进行击实制样，制样完成后，从制样筒中取出，将试样用薄膜密封好后放入低温箱中，按试验的要求设置温度，进行多次冻融循环试验，然后研究试件抗压强度与冻融循环次数的关系。在这种测定方法中，主要的缺点为试件内部的盐分含量比较均匀，温度变化也是从外到内，没有盐分与水分的补充，与实际自然环境中盐溃土的形成过程不太相符。而在实际工程中，盐溃土的不同深度含盐量是不同的，且含盐量差别也较大，温度是由顶部高温向低温逐步变化进行多次循环的，这也就是外界季节性温度变化和昼夜温差变化的自然环境。在外界温度较高时，由土的吸力作用吸取盐分和水分随着土体间的空隙逐步上升，但是当水分蒸发后，盐分就被留在上部土体中，从而形成盐溃土；在温度较低时，盐溃土中盐分结晶造成土体发生冻胀，给工程造成破坏。
[0004]本实用新型在冻融循环条件下盐溃土试件制备装置，是通过室内模拟实际环境中盐溃土的形成过程，对盐溃土进行试件制备，然后利用三轴剪力仪进行抗压强度的测定。对盐溃土的工程性质的判定给出科学数据，具有重要的实践价值。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于:提供在冻融循环条件下盐溃土试件制备装置，对盐溃土进行试件制备，对盐溃土或者改良后盐溃土经历多次冻融循环后的强度变化作出综合评价分析。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的:一种在冻融循环条件下进行盐溃土试件的制备装置，由试件箱1、密封盖2、补水箱3、上部温度检测仪4、上部温度启动开关5、上部温度关闭开关6、下部温度检测仪7、下部温度启动开关8、下部温度关闭开关9、连通管10、排气孔开关11、下恒温箱12、上恒温箱13、试样件14、上部温度控制层15、固定板16、上部隔温板17、试样装置18、下部隔温板19、补水器20、下部温度控制层21、电子控制系统22、试样筒
23、固定铁环24构成；装置由试件箱I与电子控制系统22箱组成；在试件箱I的上顶设置密封盖2、下底设置排气孔开关11 ;试件箱I内分左右隔段，左隔段的上顶设置密封盖2，在密封盖2下部设置上部温度控制层15与下部的温度控制层21，在右隔段内设置电子控制系统22 ;其中在上部温度控制层15与下部的温度控制层21中布设上部隔温板17和下部隔温板19，在上部隔温板17和下部隔温板19的中间设置固定着铁环24的试样筒23，其中在下部隔温板19的底部固定着补水器20，补水器20连接连通管10 ;在装有试样件14的试样筒23的试样装置18的顶部与底部分别设置固定板16，设置在顶部固定板16固接上部隔温板17设置在底部的固定板16固接下部隔温板19 ;上部温度控制层15连接上恒温箱13，下部的温度控制层21连接下恒温箱12，上部温度检测仪4与下部温度检测仪7分别与上部温度控制层15和下部的温度控制层21连通，监测其内部的温度变化，其中上部温度检测仪4、下部温度检测仪7、下恒温箱12和上恒温箱13分别连接电子控制系统22 ;在电子控制系统22箱的上顶部设置补水箱3，在电子控制系统22箱的箱体上均布着上部温度启动开关5、上部温度关闭开关6、下部温度启动开关8和下部温度关闭开关9的按钮与上部温度检测仪4与下部温度检测仪7的观测孔。
[0007]本实用新型的工作原理:为了模拟天然盐溃土在自然条件下受季节交替和温度变化等因素的作用，盐分、水分在土体内的变化情况，同时也更好地研究盐溃土在冻融循环过程中，盐溃土的强度变化，所以研制了在冻融循环条件下盐溃土的试件制备装置。该装置是为了更好地在三轴剪力仪上进行试件抗压强度参数值的测量，自制了与静三轴配套的Φ IOcm,高度为20cm的试样筒，该试样筒是由两个半圆弧组合在一起，采用的材料为塑料，这样可以在冻融循环过程中起到保温作用，保证在试验中仅发生竖向一维的温度变化。外部有一铁环固定，该铁环用螺丝拧合在一起，取样时可以打开圆环，卸下试样筒。制样时，在试样筒内部涂抹凡士林，这样可以起到光滑的作用，在冻融循环结束后，容易取样，也可以减少试样发生破坏，彰显技术进步。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0009]附图1为本装置的结构示意图；
[0010]如图所示:装置由试件箱-1、密封盖_2、补水箱_3、上部温度检测仪_4，上部温度启动开关-5、上部温度关闭开关_6、下部温度检测仪-7、下部温度启动开关-8、下部温度关闭开关_9、连通管-10、排气孔开关-11、上恒温箱-12、下恒温箱-13。
[0011]附图2为本装置的俯视结构示意图；
[0012]如图所示:试样件-14、补水箱-3。
[0013]附图3为本装置试件箱的透视结构示意图；
[0014]如图所示:密封盖_2、上部温度控制层-15、固定板-16、上部隔温板-17、试样装置-18、下部隔温板-19、补水器-20、温度控制层-21、电子控制系统-22。
[0015]附图4为本装置试样筒的透视结构示意图；
[0016]如图所示:试样筒-23、固定铁环-24。
[0017]附图5为本装置试样筒的固定板示意图；
[0018]如图所示:固定板-16。
[0019]附图6为本装置的补水器结构示意图；
[0020]如图所示:补水器-20。【具体实施方式】
[0021]本实用新型结合附图作进一步说明。
[0022]实施例
[0023]I)装置构成:
[0024]本实用新型装置由试件箱与电子控制系统组成；在试件箱的上顶设置密封盖、下底设置排气孔开关；试件箱内分左右隔段，左隔段的上顶设置密封盖，在密封盖下部设置上部温度控制层与下部的温度控制层，在右隔段内设置电子控制系统；其中在上部温度控制层与下部的温度控制层中布设上部隔温板和下部隔温板，在上部隔温板和下部隔温板的中间设置固定着铁环的试样筒，其中下部隔温板底部固定着补水器，补水器连接排水管；在装有试件的试样筒的顶部与底部分别设置固定板，其中顶部和底部的固定板分别固定在上部隔温板和下部隔温板上；上部温度控制层连接上恒温箱，下部的温度控制层连接下恒温箱，上部温度检测仪与下部温度检测仪分别与上部温度控制层和下部的温度控制层连通，监测其内部的温度变化，其中上部温度检测仪、下部温度检测仪、下恒温箱和上恒温箱分别连接电子控制系统；在电子控制系统箱的上顶部设置补水箱在电子控制系统箱的箱体上均布着上部温度启动开关、上部温度关闭开关、下部温度启动开关和下部温度关闭开关的按钮与上部温度检测仪与下部温度检测仪的观测孔。
[0025]2)选取需要测定的土样，在室内一定击实功的条件下，测定该土体的最优含水率及干密度。按试验的要求对土样进行筛分，然后进行加一定量的水，把土样拌合均匀后，放置密闭容器内进行密封闷料24h后，按要求的相对密实度，在一定击实功的条件下，在制样筒内分三层进行制样。在制样前，把制样筒对合在一起，内部涂抹凡士林，以利于冻融循环后，方便从中取样；在制样完成后，在试样筒的顶部与底部分别安装透水石与滤纸，并用固定装置(见附图5)把它们固定在一起。
[0026]3)把试样筒按相应位置放入试件制备箱内，然后把上部固定装置固定在上部隔温板上，一定密封紧密。在上部隔温板的上部空间为上部温度控制层区域，该区域与一个温度检测仪和恒温箱连接，根据该地区的温度变化情况，设置极限温度值，用于模拟自然环境条件下的温度变化。在试件的底部把试件也固定在下部隔温板上，下部隔温板底部固定着的补水器为凹凸隔板(即补水器上均布凸凹槽)，采用凹凸隔板有两个目的，一个为提供下部土体的温度，模拟实际自然环境中，土体内部的温度。另一个为根据实际情况，为试件提供盐分与水分，模拟地下水在冻融循环过程中对盐溃土的影响。下部的温度控制层与温度监测仪和下恒温箱连接，依据在冻融循环过程中土体下部的温度情况，设置下部控制层的温度，一般设置为5°C。连接的补水器通过观察连通管的水位高度调节补水，使水位恰好接触试件的底部。根据试验对冻融循环次数的要求，设置冻融循环次数。试验完成结束后，按要求取出试样，进行抗压强度测定，判别抗压强度参数能否满足工程的需要。
[0027]本实用新型装置的试件箱、上恒温箱、下恒温箱由不锈钢材质构成，上、下隔温板由保温材料制成。
[0028]本实用新型装置的试样筒是由两个半圆弧组合，由塑料材料构成。
[0029]本实用新型的应用范围
[0030]I)对天然盐溃土进行冻融循环模拟，分析在多次冻融循环后强度与冻融循环次数的关系，及相关参数的变化情况。[0031]2)对天然冻土进行冻融循环模拟，分析冻土在多次冻融循环过程中强度与冻融循环次数的变化关系，及相关参数的变化情况。
[0032]3)对改良后的盐溃土进行冻融循环模拟，分析改良后盐溃土的土样，在冻融循环过程中强度随冻融循环次数的关系，对改良盐溃土的强度能否满足工程建设要求作出综合评价。
【权利要求】
1.一种在冻融循环条件下盐溃土试件制备装置，其特征在于:由试件箱(I)、密封盖(2)、补水箱(3)、上部温度检测仪(4)、上部温度启动开关(5)、上部温度关闭开关(6)、下部温度检测仪(7)、下部温度启动开关(8)、下部温度关闭开关(9)、连通管(10)、排气孔开关(11)、下恒温箱(12)、上恒温箱(13)、试样件(14)、上部温度控制层(15)、固定板(16)、上部隔温板(17)、试样装置(18)、下部隔温板(19)、补水器(20)、下部温度控制层(21)、电子控制系统(22)、试样筒(23)、固定铁环(24)构成； 装置由试件箱(I)与电子控制系统(22 )箱组成；在试件箱(I)的上顶设置密封盖(2 )、下底设置排气孔开关(11);试件箱(I)内分左右隔段，左隔段的上顶设置密封盖(2)，在密封盖(2)下部设置上部温度控制层(15)与下部的温度控制层(21)，在右隔段内设置电子控制系统(22);其中在上部温度控制层(15)与下部的温度控制层(21)中布设上部隔温板(17)和下部隔温板(19)，在上部隔温板(17)和下部隔温板(19)的中间设置固定着铁环(24)的试样筒(23)，其中在下部隔温板(19)的底部固定着补水器(20)，补水器(20)连接连通管(10);在装有试样件(14)的试样筒(23)的试样装置(18)的顶部与底部分别设置固定板(16),其中设置在顶部的固定板(16)固接上部隔温板(17),设置在底部的固定板(16)固接下部隔温板(19);上部温度控制层(15)连接上恒温箱(13)，下部的温度控制层(21)连接下恒温箱(12)，上部温度检测仪(4)与下部温度检测仪(7)分别与上部温度控制层(15)和下部的温度控制层(21)连通，监测其内部的温度变化，其中上部温度检测仪(4)、下部温度检测仪(7)、下恒温箱(12)和上恒温箱(13)分别连接电子控制系统(22);在电子控制系统(22 )箱的上顶部设置补水箱(3 )，在电子控制系统(22 )箱的箱体上均布着上部温度启动开关(5)、上部温度关闭开关(6)、下部温度启动开关(8)和下部温度关闭开关(9)的按钮与上部温度检测仪(4)与下部温度检测仪(7)的观测孔。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于:装置的补水器(20)上均布凸凹槽。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于:装置的试样筒(23)的两个半圆弧由塑料材料构成。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于:装置的试件箱(I)、下恒温箱(12)和上恒温箱(13)由不锈钢材质构成，上部隔温板(17)和下部隔温板(19)由保温材料制成。
【文档编号】G01N1/28GK203587417SQ201320793967
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】张凌凯, 张远芳, 刘亮, 慈军, 王建祥, 乔箭, 陈亮亮, 马铁成 申请人:新疆农业大学