[实用新型]一种室内降雪条件下冻土水分迁移规律模拟试验系统

权利要求书

1.一种室内降雪条件下冻土水分迁移规律模拟试验系统，其特征在于：包括模拟系统箱体(1)、冻土水分迁移规律特征参数测量系统和试验数据采集及控制器(13)，以及设置在模拟系统箱体(1)内部的冷热一体机(7)、降雪模拟系统、地质模型系统和太阳辐射热模拟系统；

所述降雪模拟系统包括嵌入安装在模拟系统箱体(1)顶部的降雪槽(2-3)、设置在降雪槽(2-3)内的固定支架(2-1)和嵌入安装在固定支架(2-1)上的多个降雪点模拟机构(3)，每个所述降雪点模拟机构(3)均包括顶部和底部均敞口设置的储冰筒(3-3)以及设置在储冰筒(3-3)顶部的启封盖(3-1)，所述储冰筒(3-3)的底部设置有十字支撑杆(3-6)，所述十字支撑杆(3-6)的中心安装有降雪电机(3-5)，所述降雪电机(3-5)的输出轴上固定连接有旋转切冰刀(3-4)，所述启封盖(3-1)的内底面上连接有冰块防转杆(3-8)，所述冰块防转杆(3-8)上套装有用于将冰块(3-7)压紧在旋转切冰刀(3-4)上的压力弹簧(3-2)，所述冰块防转杆(3-8)横截面的形状为矩形，所述冰块(3-7)上开有供冰块防转杆(3-8)穿入且与冰块防转杆(3-8)紧密配合的柱状孔(3-9)；所述降雪槽(2-3)的底部安装有用于振动降落旋转切冰刀(3-4)切落的雪花的振动筛(2-2)；多个储冰筒(3-3)中的任意一个储冰筒的顶部安装有超声波测距传感器(3-10)；

所述地质模型系统包括底座(6)和通过多个千斤顶(5)支撑安装在底座(6)上的地质模型槽(4)，所述地质模型槽(4)的底部设置有用于在地质模型槽(4)内底部形成储水空间的经纬格栅板(4-2)，所述经纬格栅板(4-2)上设置有多个出水孔洞，所述经纬格栅板(4-2)的顶部设置有陶土板(4-3)，所述陶土板(4-3)的四周边沿均与地质模型槽(4)内壁粘接，所述陶土板(4-3)的顶部用于放置试验土样(4-1)；

所述太阳辐射热模拟系统包括用于模拟太阳光照的电热管(14)、用于带动电热管(14)在模拟系统箱体(1)内前后运动的电热管前后运动机构和用于带动电热管(14)在模拟系统箱体(1)内左右运动的电热管左右运动机构，所述电热管(14)设置在所述地质模型系统与所述降雪模拟系统之间，所述电热管(14)的旁侧设置有用于对电热管(14)的加热温度进行实时检测的电热管温度传感器(29)；

所述冻土水分迁移规律特征参数测量系统包括土壤温度及含水率测量系统、降雪径流量测量系统和降雪出渗量测量系统，所述土壤温度及含水率测量系统包括分多层埋设在试验土样(4-1)内的多个土壤温湿度传感器(33)，每层所述土壤温湿度传感器(33)的数量均为多个，各层中多个所述土壤温湿度传感器(33)呈正方形网格均匀布设，多层中相邻两层的多个所述土壤温湿度传感器(33)均按相等间距上下相对布设；所述降雪径流量测量系统包括降雪径流量测量量杯(11)和设置在地质模型槽(4)侧面的多个降雪径流量测量孔，以及连接在所述降雪径流量测量孔上的降雪径流量测量分管(10-1)和与降雪径流量测量分管(10-1)连接并接入降雪径流量测量量杯(11)内的降雪径流量测量总管(10-2)；所述降雪出渗量测量系统包括降雪出渗量测量量杯(12)和设置在地质模型槽(4)底面上的多个降雪出渗量测量孔，以及连接在所述降雪出渗量测量孔上的多根降雪出渗量测量分管(10-3)和与降雪出渗量测量分管(10-3)连接并接入降雪出渗量测量量杯(12)内的降雪出渗量测量总管(10-4)，所述降雪出渗量测量总管(10-4)上设置有用于对渗出试验土样(4-1)的消融水的流量进行实时检测的流量传感器(9)；

所述试验数据采集及控制器(13)包括微控制器(13-1)和与微控制器(13-1)相接且用于与计算机(8)连接的串口通信电路(13-2)，所述微控制器(13-1)的输出端接有液晶显示器(13-5)和用于驱动降雪电机(3-5)的第一电机驱动器(13-6)，所述超声波测距传感器(3-10)、流量传感器(9)、电热管温度传感器(29)和多个土壤温湿度传感器(33)均与微控制器(13-1)的输入端连接。

2.按照权利要求1所述的一种室内降雪条件下冻土水分迁移规律模拟试验系统，其特征在于：所述旋转切冰刀(3-4)包括圆盘形的切冰刀体(3-41)和均匀设置在切冰刀体(3-41)上的多排从切冰刀体(3-41)的中心向外发散的切冰孔(3-42)，每个所述切冰孔(3-42)内均设置有金刚石刀刃(3-43)。