[发明专利]富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统及方法

权利要求书

1.一种富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，包括模拟实验箱、盐水循环系统、多个检测组件、数据采集仪和计算机，所述模拟实验箱包括缓冲分水腔和进行模拟的土体腔，缓冲分水腔一侧与渗流盐水箱连通，缓冲分水腔的另一侧与土体腔相连，缓冲分水腔内的水分可渗入土体腔，土体腔内置模型土体，模型土体包括下部的黏土层A、中部的粉细砂层和上部的黏土层B；所述盐水循环系统的冷端与模型土体相连，为模型土体提供冷源；所述检测组件分散布置于模型土体内，检测组件、数据采集仪和计算机依次相连，检测组件检测模型土体内各测点的参数，并将参数信号发送至数据采集仪；数据采集仪采集检测组件发送的参数信号并传输至计算机。

2.如权利要求1所述的富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，所述模拟实验箱还设有通过出水管与外部蓄水池连通的蓄水腔，蓄水腔与缓冲分水腔分别设于模拟实验箱的两侧。所述缓冲分水腔与土体腔之间，土体腔与蓄水腔之间，均分别通过开有窗口的隔板分隔，所述窗口上平铺滤网。

3.如权利要求1所述的富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，所述盐水循环系统包括制冷机组、盐水箱和多组冻结管，所述制冷机组的热源管道与盐水箱的入口连通，盐水箱的出口分别通过管道与冻结管连通，冻结管穿过模拟实验箱的底板伸入土体腔内，并水平间隔埋设于粉细砂层内。

4.如权利要求3所述的富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，所述盐水箱通过管道与水泵A的入口连通，水泵A与配液圈的入口连通，配液圈的出口分别通过冻结进水管与各冻结管的入口连通，各冻结管的出口经冻结回流管与集液圈的入口相连，集液圈的出口与盐水箱连通。

5.如权利要求3所述的富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，所述盐水循环系统还包括恒温水箱，集液圈的出口通过管道与恒温水箱连通，恒温水箱与通过管道与配液圈连通，恒温水箱经水泵B与分水腔进水管连通。

6.如权利要求3所述的富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，所述冻结管包括均采用铜管制成的内管和外管，内管的外壁与外管的内壁形成回流通道；所述内管的一端设有冻结进水口，内管的另一端与回流通道连通；所述外管开设有冻结回流口；所述冻结进水管与冻结进水口相连，冻结回流管与冻结回流口相连。

7.如权利要求1所述的富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，所述检测组件包括多个温度传感器和多个压力计，所述温度传感器和压力计均分别分散埋设于粉细砂层的各测温点处。

8.如权利要求2所述的富水粉细砂地层冻结法施工效果模拟系统，其特征在于，所述缓冲分水腔内装满石子。