[实用新型]冻融条件下土体水汽迁移追踪装置

说明书

本实用新型提供了一种冻融条件下土体水汽迁移追踪装置，属于岩土测量技术领域，包括透明样筒、马氏瓶、马氏瓶影像记录机构、图像追踪机构、紫光照明机构和冷浴机构，透明样筒、马氏瓶、马氏瓶影像记录机构、图像追踪机构和紫光照明机构均设置于环境温控模拟箱内；透明样筒的上端设有顶盖，下端设有底座；底座的上方设有隔断层；透明样筒上沿高度方向设有多个温度传感器和多个水分传感器；顶盖上设有位移计。本实用新型提供的水汽迁移追踪装置，能够解决现有技术中存在的无法研究水汽迁移规律、可视性差、试验误差较大的技术问题。

技术领域

本实用新型属于岩土测量技术领域，更具体地说，是涉及一种冻融条件下土体水汽迁移追踪装置。

背景技术

近些年来，我国在季节性冻土区兴建了大量的高速铁路。工程实践经验表明，粗颗粒填料路基依然会发生一定程度的冻胀。从水分迁移的机制着手，全面揭示其冻胀变形机理，可以为季节性冻土区高铁路基的稳定性预测与运营维护提供理论依据。而粗粒土中的水分迁移，分为水汽迁移和液态水迁移两种迁移方式，其中水汽迁移在粗粒土路基中造成的影响不容小觑。

传统冻胀试验装置无法分别研究液态水和气态水的迁移规律，从而无法真正揭示粗粒土中水分迁移的机制。由于粗粒土和细粒土的结构不同，粗粒土中的水分迁移更有可能与气态水有很大的关系。从气态水的角度研究水分迁移的机制，更能有效揭示寒区路基发生冻胀破坏的原因，从而可为解决高铁路基冻胀问题提出新的防冻胀措施。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冻融条件下土体水汽迁移追踪装置，以解决现有技术中存在的无法研究水汽迁移规律、可视性差、试验误差较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种冻融条件下土体水汽迁移追踪装置，包括：

透明样筒，用于盛放土体，所述透明样筒的上端设有与所述透明样筒滑动配合的顶盖，下端设有用于密封的底座；所述底座的上方且位于所述透明样筒内设有用于阻隔水进入土体的隔断层，所述隔断层上设有用于水汽通过的小孔；所述透明样筒上沿高度方向设有多个用于检测土体温度的温度传感器和多个用于检测土体水分的水分传感器；所述顶盖上设有用于检测土体冻胀量的位移计；

马氏瓶，通过穿过所述底座的管路与所述透明样筒连通，用于向所述透明样筒内补水；

马氏瓶影像记录机构，靠近所述马氏瓶设置，用于记录所述马氏瓶中水位变化影像；

图像追踪机构，与图像采集处理终端通讯相连，用于追踪所述透明样筒内水汽的变化；

紫光照明机构，靠近所述透明样筒设置，用于显示所述图像追踪机构追踪的水汽；

冷浴机构，包括设于所述顶盖内的上循环盘管和设于所述底座内的下循环盘管，所述上循环盘管和所述下循环盘管均通过管路与外部控温机构相连，用于对土体进行冻结或融化；

环境温控模拟箱，所述透明样筒、所述马氏瓶、所述马氏瓶影像记录机构、所述图像追踪机构和所述紫光照明机构均设置于所述环境温控模拟箱内，用于提供土体环境温度。

进一步地，多个所述温度传感器沿所述透明样筒的高度方向均匀分布，且多个所述温度传感器相连后形成的直线与所述透明样筒的中心线形成小于90度的夹角。

进一步地，多个所述水分传感器沿所述透明样筒的高度方向均匀分布，且多个所述水分传感器相连后形成的直线与多个所述温度传感器相连后形成的直线平行。

进一步地，所述隔断层包括与所述透明样筒的内壁密封相连的套环和安装于所述套环内且均匀设有若干个所述小孔的隔水板，所述小孔的直径小于等于1mm。

进一步地，所述紫光照明机构包括支架和多个安装于所述支架上的紫光灯，所述支架上设置有多个用于安装所述紫光灯的紫光灯卡位。