[发明专利]一种用于土体有压冻融试验的自动供排水系统

说明书

本发明涉及一种用于土体有压冻融试验的自动供排水系统，是由支撑平台、控制平台、称量平台、供排水装置以及控温装置等构成。其特点是本发明能够自动持续稳定地对试验土样进行供排水，避免了试验机运行震动对供排水的影响，并且能够对供水水位进行自由调节，保证试验过程中供排水的持续性。同时，通过控温器来控制试验过程中供水水温与控温板温度同步，并保持水温稳定，能够准确自动地测量和采集冻融过程中水分的供排量，保证了试验结果的精确性。

技术领域

本发明涉及一种用于土体有压冻融试验的自动供排水系统，具体是指在土体有压冻融试验中进行自动供排水以及供排水量的自动测量系统。利用本系统可完成对试验土样供水水位高低的自由调节，实现在试验过程中自动持续供排水以及供排水量的精确测量，同时能够保证供水过程中水温与控温板温度同步，并保持水温稳定，提高了试验效率，是进行土体有压冻融试验的一种有效供排水装置。

背景技术

含水多孔介质在冻融过程中的水分迁移会引起水分的重分布，由迁移水冻结形成的离散冰透镜体会造成介质含水量的不均匀分布，而融化又会引起土体的排水固结。因此，水分迁移使原本相关的水、热、力相互作用变得更加复杂。在寒区，许多工程病害与冻融过程中的水分迁移密切相关，往往由于土体冻胀会对工程造成破坏，而水分迁移冻结又是产生冻胀的重要原因，在有水分补给条件下的冻胀问题更是不容忽视，因此针对这些问题开展相关研究对预防及整治寒区工程冻害具有很重要的现实意义。这些研究主要通过单向有压冻融试验（顶板正负温交替变化、底板补水并保持正温）来完成。为得到需要的研究结果，在有压冻融试验中，准确、持续以及方便水位调节的供排水装置是必不可少。但在以往有压冻融试验装置中，通常只是设计了供水装置，忽视了对排水的测量。而且，供水装置往往直接安装于整个试验系统中，这样在试验机工作的情况下，由于箱体内控温装置的运行造成箱体的不规则震动，导致供水的不稳定；同时，由于供水装置容水量较小，在试验过程中需要不断地给供水装置加水，加水过程导致补水中断，致使得到的供水数据波动性很大，进而对试验结果产生很大的误差。此外，由于不同试验对供水水位的要求不一，在试验过程中对水位的精确调节也非常重要，而以往的供水装置由于不能自由升降，水位高度不能准确调节，给水位高度的调节带来诸多不便；而且，由于试验过程中环境温度的日变化会使得所补给的水分的温度产生很大的变化，不能保证水温与控温板温度同步，并保持水温的稳定，从而对土样的控温产生影响。

因此，为了达到对土体有压冻融试验自动持续稳定供排水的目的，克服现有试验过程中试验机震动对供排水及测量精度的影响，确保供水水温与控温板温度同步，并保持水温稳定，实现试验过程中水位高度的方便、准确调节，设计一种用于土体有压冻融试验的自动供排水系统是非常有必要的，其为土体冻融研究提供技术支撑。

发明内容

在土体有压冻融试验过程中，为了对土样进行稳定准确的供排水，并且能够准确自动测量水分供排量，本发明提供了一种用于土体有压冻融试验的自动供排水系统。该系统可自动持续稳定地对试验土样进行供排水，便捷地调整试样中的供水水位，有效避免由于箱体内控温装置运行所造成箱体不规则震动对供排水的影响，控制水温与控温板温度同步，并保持水温稳定，实现了供排水量数据的自动化采集。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于土体有压冻融试验的自动供排水系统，主要是由支座、手旋螺栓、推拉杆、上支撑面、托架、1＃高精度质量传感器、升降导轨、接触杆、固定横板、纵向切口细铁管、下瓶塞、供水软管、水位测试导管、空气进口、玻璃管支架、玻璃管、软管接头、软管、阀门、供水玻璃瓶、玻璃瓶塞、2＃高精度质量传感器、玻璃瓶底座、3＃高精度质量传感器、排水玻璃瓶、三通压力控制阀、控温器、防冻液、导液管、导液管接口、控温套管、隔热保温材料、控温底板、水热传感器、可加压控温顶板、土样桶、数据采集引线、数据采集仪、电子计算机组成。