本發(fā)明涉及一種凍脹裝置，具體涉及一種水平凍脹裝置。

背景技術(shù)：

在我國(guó)北方，部分工程為了避免北方冬季時(shí)土體的凍脹現(xiàn)象給工程帶來(lái)不利影響，確保工程支護(hù)的穩(wěn)定性與安全，因此需要對(duì)土體中所產(chǎn)生的水平凍脹力、水平凍脹量做出分析，尋找水平凍脹力、水平凍脹量與含水率，溫度，土的種類，以及土體厚度等因素之間的關(guān)系，為工程的設(shè)計(jì)提供更全方位的理論依據(jù)?，F(xiàn)有的凍脹模型存在無(wú)法自動(dòng)補(bǔ)水，無(wú)法控制土體尺寸大小以及土塊密實(shí)度等缺陷，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法全面進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的凍脹模型存在無(wú)法自動(dòng)補(bǔ)水，無(wú)法控制土體尺寸大小以及土塊密實(shí)度等缺陷，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法全面進(jìn)行的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種水平凍脹裝置。

本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：它包括制冷機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)收集機(jī)構(gòu)、碎石槽組件、補(bǔ)水機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)框架，制冷機(jī)構(gòu)包括制冷壓縮機(jī)、制冷盤和制冷溫度數(shù)據(jù)顯示窗，試驗(yàn)框架包括試驗(yàn)架體、滑動(dòng)擋板、滲水板和四個(gè)試驗(yàn)架板體，碎石槽組件包括碎石槽、第一內(nèi)置擋板、第二內(nèi)置擋板、多個(gè)梁托和多個(gè)碎石槽進(jìn)水管，補(bǔ)水機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)水箱、多個(gè)補(bǔ)水箱進(jìn)水管和多個(gè)補(bǔ)水箱溢水管，試驗(yàn)架體為長(zhǎng)方形架體，制冷壓縮機(jī)上設(shè)有制冷溫度數(shù)據(jù)顯示窗，制冷壓縮機(jī)安裝在制冷盤上，四個(gè)試驗(yàn)架板體沿圓周方向安裝在試驗(yàn)架體上，滲水板安裝在試驗(yàn)架體的底端，滑動(dòng)擋板設(shè)置在滲水板上方的試驗(yàn)架體內(nèi)，第一內(nèi)置擋板和第二內(nèi)置擋板分別豎直設(shè)置在碎石槽內(nèi)，制冷盤蓋裝在試驗(yàn)架體的頂端，制冷壓縮機(jī)的制冷管設(shè)置在制冷盤的下端面上，碎石槽靠近頂端的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有多個(gè)梁托，試驗(yàn)架體設(shè)置在碎石槽內(nèi)的多個(gè)梁托上，碎石槽通過(guò)多個(gè)碎石槽進(jìn)水管與補(bǔ)水箱連通，且多個(gè)補(bǔ)水箱進(jìn)水管靠近補(bǔ)水箱的底端與補(bǔ)水箱連通，多個(gè)補(bǔ)水箱溢水管靠近補(bǔ)水箱的頂端與補(bǔ)水箱連通。

本發(fā)明的有益效果是：

1、將制冷裝置放置于模型試驗(yàn)當(dāng)中，采用自動(dòng)收集數(shù)據(jù)系統(tǒng)，使本發(fā)明使用更方便方便。并且本發(fā)明可以自動(dòng)控制凍脹溫度，并對(duì)凍脹的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。

2、本發(fā)明滿足向碎石槽7進(jìn)行豎向補(bǔ)水、制冷以達(dá)到水平凍脹現(xiàn)象、土體的擊實(shí)度以及土體尺寸的調(diào)整從而滿足利用測(cè)量水平凍脹力。系統(tǒng)中的豎向補(bǔ)水裝置，可以盡可能的模擬地下水的環(huán)境，再配合制冷系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)水分場(chǎng)，溫度場(chǎng)，應(yīng)力場(chǎng)的結(jié)合，使實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力。

3、本發(fā)明中碎石槽7上安裝有多個(gè)梁托10保證滲水板6的平穩(wěn)性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2本發(fā)明制冷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明碎石槽組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1-圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種水平凍脹裝置，它包括制冷機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)收集機(jī)構(gòu)4、碎石槽組件、補(bǔ)水機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)框架，制冷機(jī)構(gòu)包括制冷壓縮機(jī)1、制冷盤2和制冷溫度數(shù)據(jù)顯示窗3，試驗(yàn)框架包括試驗(yàn)架體12、滑動(dòng)擋板13、滲水板6和四個(gè)試驗(yàn)架板體11，碎石槽組件包括碎石槽7、第一內(nèi)置擋板8、第二內(nèi)置擋板9、多個(gè)梁托10和多個(gè)碎石槽進(jìn)水管17，補(bǔ)水機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)水箱18、多個(gè)補(bǔ)水箱進(jìn)水管19和多個(gè)補(bǔ)水箱溢水管16，試驗(yàn)架體12為長(zhǎng)方形架體，制冷壓縮機(jī)1上設(shè)有制冷溫度數(shù)據(jù)顯示窗3，制冷壓縮機(jī)1安裝在制冷盤2上，四個(gè)試驗(yàn)架板體11沿圓周方向安裝在試驗(yàn)架體12上，滲水板6安裝在試驗(yàn)架體12的底端，滑動(dòng)擋板13設(shè)置在滲水板6上方的試驗(yàn)架體12內(nèi)，第一內(nèi)置擋板8和第二內(nèi)置擋板9分別豎直設(shè)置在碎石槽7內(nèi)，通過(guò)第一內(nèi)置擋板8和第二內(nèi)置擋板9將碎石槽7分割為三個(gè)空間，制冷盤2蓋裝在試驗(yàn)架體12的頂端，制冷壓縮機(jī)1的制冷管設(shè)置在制冷盤2的下端面上，碎石槽7靠近頂端的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有多個(gè)梁托10，試驗(yàn)架體12設(shè)置在碎石槽7內(nèi)的多個(gè)梁托10上，碎石槽7通過(guò)多個(gè)碎石槽進(jìn)水管17與補(bǔ)水箱18連通，且多個(gè)補(bǔ)水箱進(jìn)水管19靠近補(bǔ)水箱18的底端與補(bǔ)水箱18連通，多個(gè)補(bǔ)水箱溢水管16靠近補(bǔ)水箱18的頂端與補(bǔ)水箱18連通。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種水平凍脹裝置，數(shù)據(jù)收集機(jī)構(gòu)4包括數(shù)據(jù)收集器、多個(gè)熱敏溫度傳感器5、多個(gè)力學(xué)傳感器5-1和多個(gè)濕度傳感器5-2，多個(gè)熱敏溫度傳感器5、多個(gè)力學(xué)傳感器5-1和多個(gè)濕度傳感器5-2均安裝在試驗(yàn)架板體11上，且每個(gè)熱敏溫度傳感器5、每個(gè)力學(xué)傳感器5-1和每個(gè)濕度傳感器5-2均與數(shù)據(jù)收集器連接，其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種水平凍脹裝置，試驗(yàn)框架還包括滑動(dòng)擋板固定螺栓15，試驗(yàn)架體12上沿長(zhǎng)度設(shè)置的試驗(yàn)架板體11靠近底端加工有條形孔14，滑動(dòng)擋板固定螺栓15設(shè)置在條形孔14上，且滑動(dòng)擋板固定螺栓15的螺紋端與滑動(dòng)擋板13的側(cè)面螺紋連接，其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種水平凍脹裝置，滲水板6為長(zhǎng)方形板，且滲水板6上加工有多個(gè)滲水孔，其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體計(jì)算過(guò)程做如下舉例：

所用測(cè)力計(jì)與土體之間通過(guò)薄鐵片接觸，薄鐵片的長(zhǎng)寬為a和b，則薄鐵片面積為ab。土體水平方向長(zhǎng)度為l。各深度水平凍脹應(yīng)力為δ₁、δ₂、δ_i……δ_n，應(yīng)變?yōu)棣?sub>1、ε₂、ε_i……ε_n。

試驗(yàn)中，不同深度測(cè)力計(jì)測(cè)得各深度的水平凍脹力為f₁、f₂、f_i、……f_n，不同深度的位移計(jì)測(cè)得土的凍脹量為Δx₁、Δx₂、Δx_i……Δx_n,則各深度的水平凍脹應(yīng)力為水平應(yīng)變?yōu)?/p>

工作原理

首先在碎石槽7中添加級(jí)配合適的碎石，然后通過(guò)調(diào)整滑動(dòng)擋板13調(diào)整試驗(yàn)土體體積，確定好滑動(dòng)擋板13位置之后將滑動(dòng)擋板13通過(guò)滑動(dòng)擋板固定螺栓15固定，將土工試驗(yàn)上部結(jié)構(gòu)放置于碎石槽7之上，并通過(guò)梁托10與碎石槽7邊緣承擔(dān)上部重力，將試驗(yàn)土體逐漸加入到滑動(dòng)擋板13與試驗(yàn)架體12圍成的土工試驗(yàn)空間之中，在逐層添加試驗(yàn)土體過(guò)程中通過(guò)不同高度的預(yù)留孔放入熱敏溫度傳感器5、力學(xué)傳感器5-1和濕度傳感器5-2，并且測(cè)量?jī)x器輸出口接入到數(shù)據(jù)收集機(jī)構(gòu)4，試驗(yàn)土體以一定方式進(jìn)行擊實(shí)，試驗(yàn)土體填裝完成之后將滑動(dòng)擋板13取下，對(duì)試驗(yàn)土體側(cè)面進(jìn)行溫度傳感器5、力學(xué)傳感器5-1的布置。通過(guò)補(bǔ)水箱進(jìn)水管19對(duì)補(bǔ)水箱18進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)給水通過(guò)碎石槽進(jìn)水管17對(duì)碎石槽7進(jìn)行補(bǔ)水，且通過(guò)補(bǔ)水箱溢水管16調(diào)整碎石槽內(nèi)水位高度，確保碎石槽7內(nèi)水位與滲水板6滲水空隙相接觸。將制冷機(jī)構(gòu)放置于試驗(yàn)架體12上，調(diào)整位置確保制冷機(jī)構(gòu)與土體試驗(yàn)箱接觸嚴(yán)密，接通制冷壓縮機(jī)1與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)4電源，通過(guò)制冷溫控?cái)?shù)據(jù)顯示窗3對(duì)制冷壓縮機(jī)1進(jìn)行制冷溫度設(shè)定，制冷壓縮機(jī)通過(guò)短時(shí)間預(yù)熱之后開(kāi)始工作，熱敏電阻溫度傳感器5、力學(xué)傳感器5-1、濕度傳感器5-2開(kāi)始收集數(shù)據(jù)，并將所收集到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)4，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)4對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、繪制圖像以及導(dǎo)出數(shù)據(jù)表格等功能，進(jìn)而達(dá)到本發(fā)明的目的。