[实用新型]一种抽气式土体导热系数的测量装置

说明书

本实用新型提供了一种抽气式土体导热系数的测量装置。该测量装置包括外仓室、试样室、导热系数测试探针、PTFE薄膜、圆柱形透水板、橡胶圈和橡胶垫片，导热系数探针放置于试样室内部，试样室放置于外仓室内部。将外仓室于外部抽气泵连接，导热系数测试探针与外部稳压器、温度监测仪连接。本实用新型的有益效果是：有效解决土体固相组成物质导热系数难以获得问题，能有效测量固相组成物质，土水混合物的导热系数；对于饱和及非饱和土体导热系数的测量与研究具有重要的价值；对于温度场理论研究具有重要的现实意义。

技术领域

本实用新型属于岩土体基本热参数测试研究领域，特别是涉及一种抽气式土体导热系数的测量装置及实施方法。用以测量岩土的土体固相组成物质以及土水混合物的导热系数。

背景技术

对于饱和及非饱和土体导热系数研究，得到土体固相组成物质以及土水混合物的导热系数是十分重要的。但是现有的装置及测试手段，不能直接测得土体固相组成物质以及土水混合物的导热系数，急需一种测试土体固相组成物质以及土水混合物的导热系数的装置和方法，用来准确测量出饱和及非饱和土体的固相组成物质以及土水混合物的导热系数，对于土体热参数研究、土工热计算以及温度场分析具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的第一个目的是为了解决土体固相组成物质以及土水混合物的导热系数较难直接测量获得而提供一种抽气式土体导热系数的测量装置。

本实用新型的第二个目的是提供利用一种抽气式土体导热系数的测量装置获得土体固相组成物质以及土水混合物的导热系数的方法。

为实现上述目的，本实用新型采用的第一个技术方案是：一种抽气式土体导热系数的测量装置，包括压力室、试样室、导热系数测试探针装置，所述导热系数测试探针装置设置在试样室内，所述试样室设置在压力室内，所述压力室设有与外部抽气泵连接的导气单向阀，所述导热系数测试探针装置包括设置在圆柱形基座上的探针和导线孔，所述探针通过导线与外部温度测试仪连接。

所述试样室为空心圆柱体，所述圆柱体底部外侧设有与压力室固定的下翼缘，内侧上、下各带有凹槽，下凹槽且与圆柱形基座相适配，上凹槽内设有圆柱形透水板，所述透水板上、下层均设有PTFE薄膜且经上部固定环固定在圆柱体上，所述圆柱体底部与压力室之间设有环形橡胶垫片。

所述压力室包括顶板、底板和侧壁，所述侧壁上下端部分别设有与顶板、底板密封的橡胶圈的橡胶圈放置槽，所述顶板设有有导气孔且在外部连接导气单向阀，所述底板设有与圆柱形基座的圆柱形底槽和导线引出孔。

所述PTFE薄膜为聚四氟乙烯材料，所述圆柱形透水板为透水石或高分子材料。

所述温度测试仪连接有稳压器。

本实用新型的另一个技术方案是：一种抽气式土体导热系数的测量装置的实施方法，步骤如下：

步骤如下：

1)将圆柱形试样放置在试样室，并将探针插入试样的中心；

2)将抽气泵的抽气管连接在导气单向阀上，并检查装置密封性；

3)确保装置密封完好后，利用抽气泵抽取装置内部气体，观察抽气泵仪表读数，维持装置内部和外部1MPa的气压差；

4)待抽气泵的仪表读数稳定后，将导热系数测试探针的导线分别与温度测试仪和稳压器连接，其中：导线的2根温度线连接在温度测试仪，红色正极线连接稳压器正极，黑色负极线连接稳压器负极；

5)打开稳压器，并调节稳压器的输出功率：稳压器的输出功率不宜过大，输出功率控制在0.45-0.5W之间，然后关闭稳压器。输出功率P计算式为P＝UI (1)

式中，P为稳压器输出功率，单位W；U为输出电压，单位V；I为输出电流，单位A；