[发明专利]一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱及其检测方法

权利要求书

1.一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱，其特征在于包括内部盛装有可结冰液体的水槽（1），水槽（1）的顶部及垂直一侧为敞口设计，水槽（1）的顶部敞口处安装有顶板（2）、一侧垂直面敞口处设置有测试材料板（6），测试材料板（6）通过固定板（3）固定于水槽（1）上，顶板（2）及固定板（3）的四周均与水槽（1）密封连接，顶板（2）及测试材料板（6）上均安装有水平、垂直排列的多行多列压力传感器（4），压力传感器（4）通过数据传输线（14）与信号接收器（5）通讯连接。

2.按照权利要求1所述的一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱，其特征在于所述水槽（1）的顶部敞口处、垂直一侧敞口处分别设有水平外延的上连接板（13）、侧连接板（7），上连接板（13）及侧连接板（7）为一体结构，上连接板（13）及侧连接板（7）上均开设有用于穿过螺栓（12）的安装孔。

3.按照权利要求2所述的一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱，其特征在于所述顶板（2）与上连接板（13）之间设有与上连接板（13）形状相匹配的上密封条（8），测试材料板（6）与侧连接板（7）之间设有形状与侧连接板（7）相匹配的侧密封条（9），顶板（2）与上密封条（8）的对应位置处，以及测试材料板（6）与固定板（3）、侧密封条（9）的对应位置处均开设有用于穿过螺栓（12）的安装孔。

4.按照权利要求1所述的一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱，其特征在于所述测试材料板（6）是由刚性材料制成的测试材料板，测试材料板（6）的厚度方向上开设有三行三列共九个通过孔Ⅰ（10），九个通过孔Ⅰ（10）内均安装有压力传感器（4），压力传感器（4）的检测端与水槽（1）内的可结冰液体相接触，压力传感器（4）与通过孔Ⅰ（10）通过防水密封胶固定。

5.按照权利要求1所述的一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱，其特征在于所述测试材料板（6）是由弹性材料制成的测试材料板，测试材料板（6）上开设有三行三列共九个通过孔Ⅰ（10），其中，每行任选两个通过孔Ⅰ（10）共六个通过孔Ⅰ（10），该六个通过孔Ⅰ（10）的孔底距离测试材料板（6）靠近水槽（1）一面2-5mm，该六个通过孔Ⅰ（10）内均安装有压力传感器（4），压力传感器（4）的检测端与通过孔Ⅰ（10）孔底相接触，剩余三个通过孔Ⅰ（10）内安装的压力传感器（4）的检测端与固定板（3）相接触。

6.按照权利要求4或5所述的一种用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱，其特征在于所述顶板（2）的厚度方向上开设有三行三列共九个通过孔Ⅱ（11），九个通过孔Ⅱ（11）内均安装有压力传感器（4），压力传感器（4）的检测端与水槽（1）内的可结冰液体相接触，压力传感器（4）与通过孔Ⅱ（11）通过防水密封胶固定。

7.一种如权利要求6所述的用于检测水库结冰对水利建筑冰推力以及冰拔破坏的检测箱的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

缓慢结冰过程下冰推力检测

此时不需要安装顶板（2）；向水槽（1）中注入水，水位高度距离水槽（1）上沿5-10cm，将检测箱体放置于缓慢降温的制冷装置中即可，根据实际要求选择降温速度以及降温时间；

若测试材料板（6）为刚性材料，则压力传感器（4）的检测端与水槽（1）内的可结冰液体相接触，水槽（1）内的液体缓慢结冰后，通过压力传感器（4）可以测出液体结冰后对测试材料板（6）表面的产生挤压力，即冰推力；

若测试材料板（6）为弹性材料，由于测试材料具有弹性，在水结冰膨胀的过程中，测试材料被挤压，会出现形变，因此该六个压力传感器（4）会检测到测试材料板（6）的压力形变，剩余三个通过孔Ⅰ（10）内安装的三个压力传感器（4）的检测端与固定板（3）相接触，该三个压力传感器（4）是用来测试固定板（3）所受到的压力，即模拟在水利建筑外侧有覆盖材料时，冰推力对水利建筑基层的挤压力；

若安装在测试材料板（6）与固定板（3）之间的压力传感器（4）无信号波动，则说明测试材料板（6）的冰推力好，反之，则说明测试材料板（6）的冰推力差；

2）快速结冰过程下的冰推力检测

此时需要安装顶板（2）；顶板（2）可以固定冰层高度，使冰层无法向上生长，在顶板（2）内安装有九个压力传感器（4），九个压力传感器（4）由防水密封胶固定在顶板（2）内部，压力传感器（4）的检测端与水槽（1）内部水位相接触，压力传感器（4）通过数据传输线连接到信号接收器（5）上，然后向水槽（1）内注满水，将检测箱放置于快速降温的制冷装置中即可，根据实际要求选择降温速度以及降温时间，其它检测步骤同步骤1；

3）冰拔力检测

在完成冰推力检测后，将固定板（3）、顶板（2）从水槽（1）上快速平稳的拆卸下来，若能轻易取下测试材料板（6）以及固定板（3），且水槽（1）中的冰层中没有附着任何测试材料板（6）碎片，则表明测试材料板（6）没有与冰面粘接，说明测试材料具有良好的抗冰拔力，反之，则说明测试材料板（6）冰拔力较差。