[实用新型]土体水分迁移测量装置

说明书

本实用新型公开了一种土体水分迁移测量装置，属于岩土测量技术领域。所述测量装置包括透明筒体、分设在所述透明筒体上下两端的顶盘和底座、借助循环管连接在所述顶盘和底座之间冷浴机构以及借助连接管与所述底座连通的马氏瓶；所述透明筒体和马氏瓶设置在一侧面为透明观察窗的保温盒内，透明观察窗的前方设有图像采集装置；所述保温盒和图像采集装置设置在温控箱内；所述透明筒体的上侧和下侧分别设有紫光灯、筒壁上预留探头通道。本实用新型结构简单，高效方便、可视性强，可监测水分动态迁移过程。

技术领域

本实用新型属于岩土测量技术领域，具体涉及一种土体水分迁移测量装置。

背景技术

寒区高速铁路路基微冻胀的粗粒填料的冻胀机理是高速铁路路基设计以及稳定性预测需解决的关键问题。由于冻土是由土颗粒、未冻水、冰晶以及气体组成的多相介质，随着温度的变化，未冻水和冰晶之间会发生持续的相位变化，直观地记录冻土中未冻水迁移过程，揭示未冻水迁移规律，对明确高铁路基冻胀变形的来源至关重要。

目前对土体冻结与融化过程的试验研究方法一般分为室内模拟研究和现场实测，其中室内模拟研究具有边界条件可控、操作简单等优点。现有针对水分迁移以及路基冻胀的室内试验研究中，为了保持土样的温度，常在试样筒外周裹上保温棉，从水土势角度出发，通过各种传感器间接得到水分迁移的过程，该装置操作不便捷，不够直观，且存在较大误差，不能反映真实的水分迁移规律。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种土体水分迁移测量装置，以解决现有测量装置控温不准确、可视性差、误差较大的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种土体水分迁移测量装置，包括：

透明筒体，下端与底座限位并密封，上端设有顶盘，所述底座和顶盘内分别设有与冷浴系统连通的循环管，所述透明筒体的筒壁上预留探头通道；

马氏瓶，与所述透明筒体连通；

保温盒，一侧面设有透明观察窗，内设所述透明筒体和所述马氏瓶；

图像采集装置，设在所述透明观察窗的前方，并与图像处理机构通讯；

温控箱，内设所述保温盒和所述图像采集装置。

进一步地，还包括：紫光灯，分设在所述透明筒体的上、下两端，并设于所述透明观察窗的一侧。

进一步地，所述底座包括：

下底板，上表面设有限位槽；

上底板，设置在所述下底板的上表面，且所述上底板的上表面设有与所述透明筒体下端配套的密封环槽；

循环管，设置在所述限位槽内，两端头穿出所述下底板的侧面并与所述冷浴系统连通。

进一步地，所述保温盒包括：

泡沫保温板，组装成长方体状，且其中一个侧面留有观察窗；

水晶玻璃板，镶嵌在所述观察窗上。

上述装置是基于土体冻结过程染色示踪试验设计的，其用传感器监测土体水分和温度动态变化的同时，利用图像采集装置对透明筒体中各层面土体冻结过程中迁移水分的动态过程进行监测并定时采集图像。通过对图像进行数字化处理，获取土的冻结速率、水分迁移速率、冻胀速度等参数。为分析寒区高速铁路路基的冻胀机理提供必要的技术保证。

本实用新型实施例与现有技术相比产生的有益效果在于：采用透明筒体和配套的底座作为土体填装桶，实现冻融过程可视化；采用带有透明观察窗的保温盒隔绝外界环境，大大降低了外界温度对试样的影响，且有效隔绝了外界光线对图像采集的影响，有利于采集清晰图像，为准确分析奠定基础；将述保温盒和所述图像采集装置设置在所述温控箱，方便控制试验过程，且控温精确、智能，有利于保持试验的严谨性与便捷性。