[发明专利]监测土体冻融循环过程中水分补给及排出的装置及方法

说明书

本发明公开了一种监测土体冻融循环过程中水分补给及排出的装置及方法。所述的装置包括：第一容器、第二容器、第三容器、第一称重机构和第二称重机构，第二容器、第三容器分别安置在第一称重机构、第二称重机构上；第二容器经第一连接管与第一容器连通，第三容器经第二连接管与第二容器连通，在所述第二连接管上还设置有通气孔，且所述通气孔与测试土样的底部位于同于同一水平面。本发明实施例提供的试验装置可满足在室内试验中为冻融过程中的土样补给水分，不仅可以采集土样冻融过程中的水分补给量，还能采集水分的排出量量，具有使用方便、实时性和精度高的特点，从而为冻融过程中土体的水分迁移过程提供重要依据。

技术领域

本发明涉及一种在室内进行的一种开放系统土样单向冻结及融化过程所需的试验器材，特别涉及一种监测土体冻融循环过程中水分补给及排出的装置及方法，属于试验设备技术领域。

背景技术

冻胀和融沉是寒区工程建设的两个最主要的病害，给寒区工程建设及其运营带来了极大的危害。水分迁移和冰分凝是导致冻胀和融沉变形最根本的原因，而水分补给量以及排出量是反映水分迁移过程及力学过程的重要参数。

在室内，一般利用开放系统单向冻融试验来模拟现场冻融过程。在开放系统单向冻融过程中，一般用马廖特瓶进行补水。为了获得土样不同时刻的补水量，一般通过人工读数的方法，记录马廖特瓶中液态水面的高度。人工读数的方法，费时耗力，精度不高。而且利用马廖特瓶只能测试土体冻融过程中的补水量，而不能计算排水量。

因此，对于土样的开放系统单向冻融试验，要确保试验的成功及高效地完成，目前急需一种稳定、可靠、使用方便以及精度高的补排水装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种监测土体冻融循环过程中水分补给及排出的装置及方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种监测土体冻融循环过程中水分补给及排出的装置，其包括：

第一容器，其至少用于容置测试土样；

第二容器，其至少用于封装液态水，所述第二容器经第一连接管与第一容器连通；

第三容器，所述第三容器沿重力方向设置在第二容器的下方，所述第三容器经第二连接管与第二容器连通，在所述第二连接管上还设置有通气孔，且所述通气孔与测试土样的底部位于同于同一水平面；

第一称重机构，其至少用于测量第二容器的质量；

第二称重机构，其至少用于测量第三容器的质量；

其中，所述第二管口沿重力方向设置在所述第一管口的上方。

在一些较为具体的实施方案中，所述第二容器包括容器主体以及密封盖合在容器主体第一端口处的第一盖体、密封盖合在容器主体第二端口处的第二盖体。

在一些较为具体的实施方案中，在所述容器主体上设置有第一贯穿孔，所述第二连接管密封插设在所述第一贯穿孔内；在所述第二盖体上设置有第二贯穿孔，所述第一连接管密封插设在所述第二贯穿孔内。

在一些较为具体的实施方案中，所述第二容器为马廖特瓶。

在一些较为具体的实施方案中，在所述第二连接管上设置有进气口装置，所述进气口装置与所述第二连接管连通，所述通气孔设置在所述进气口装置上。

在一些较为具体的实施方案中，所述进气口装置为直径大于所述第二进气管管径的球形结构。

在一些较为具体的实施方案中，所述第一连接管水平设置，所述第二连接管与第二容器连接的部分为沿重力方向设置的U形管。