[发明专利]大型多功能人工冻结平台

权利要求书

1.大型多功能人工冻结平台，其特征在于：制冷系统，模型试验采集系统和试验平台，

A.制冷系统：包括箱体、外循环管路、室外冷凝机组，可以实现以下功能：在箱体内通过控制系统实现通过氟利昂将酒精降低到指定温度并保持恒温，通过控制系统使酒精进入外循环系统，在外部的循环管路中进行外循环，当酒精循环经过插在土体中的冻结管时，达到降低土体温度的目的，

B.模型试验采集系统：由计算机、温度采集元件、应力采集元件、水分采集元件组成，可以实现以下功能：能够通过计算机实时对土体温度、水分、内部应力进行监测、收集，

C.试验平台：模型试验平台由圆柱形基坑和架在基坑上方的反力架组成，所述模型试验平台中的圆柱形基坑为在所述基坑内部填土而搭建出的土体模型提供空间，在搭建所述土体模型的过程中，在土体中指定位置埋设所述温度采集元件、所述应力采集元件和所述水分采集元件，在所述土体模型搭建完成后，开始布置冻结管路，其中，配液圈和集液圈放置于所述反力架上方，所述冻结管通过供液管和回液管与所述配液圈和所述集液圈相连，在所述土体模型的指定位置埋入所述冻结管，在所述冻结管埋设完成后，将预先留出的所述温度采集元件、所述应力采集元件和所述水分采集元件的连接线同数据采集仪器相连，

所述制冷系统中的箱体，操作人员通过其中的操作系统，控制制冷温度，以及酒精在内外循环管路中的循环，

所述外循环管路，酒精在箱体降温后，通过循环动力系统进入外循环管路中的去路酒精干路，酒精再流入各个支路中，之后需要流入与各个支路相连的插在土中的所述冻结管，再由各回路流入回路酒精干路，其中，所述冻结管的构造是上端开口，下端封闭的空心圆柱形金属管，

在所述去路酒精干路与所述回路酒精干路之间并联设置六个所述冻结管；

箱体内部的酒精在箱体中达到指定温度后，将通过循环动力系统提供的动力进入外循环管路，经由外循环管路到达土体中指定位置，从而对土体进行降温，

所述制冷系统中的室外冷凝机将箱体内部在压缩氟利昂降温的过程中产生的热量通过冷凝机组排放到室外。

2.根据权利要求1所述的大型多功能人工冻结平台，其特征在于：所述模型试验采集系统中的温度采集元件，要求温度传感器能够在低温条件下工作，温度采集仪要求测量精度达到±0.5℃。

3.根据权利要求1所述的大型多功能人工冻结平台，其特征在于：所述模型试验采集系统中的压力采集元件，为了测量在土体冻结过程中引起的内部冻胀力，需要在土体中埋置微型压力盒，选用可以在低温环境下工作的电阻应变式传感器。

4.根据权利要求1所述的大型多功能人工冻结平台，其特征在于：所述模型试验采集系统中的水分采集元件用以能量脉冲为基本原理的水分传感器，通过测量一定体积土体中含水量的变化引起的电压变化，再通过建立二者的函数关系，换算得出土体含水量的变化。

5.根据权利要求1所述的大型多功能人工冻结平台，其特征在于：所述模型试验采集系统中的计算机通过各类数据线与各个传感器相连，实时接收各温度器传来的数据信号，通过计算机实时对土体温度、水分、内部应力进行监测、收集。

6.根据权利要求1所述的大型多功能人工冻结平台，其特征在于：所述试验平台中的反力架为外循环管路提供支撑，当需要测量冻土承载力时，在反力架下部安装千斤顶装置，用于向土体施加荷载。