[发明专利]一种一维向土体水热迁移测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种一维向土体水热迁移测试装置，其特征在于：所述装置由传热测试阶段装置和土样切片阶段装置组成；

所述传热测试阶段装置由土筒(1)、试验土(2)、温度传感器(3)、加热板(4)、透水石(5)、多孔底板(6)、盖板(7)、螺丝(8)等组成；

所述土样切片阶段装置由土筒(1)、试验土(2)、顶土器(9)、切土器(10)等组成。

2.根据权利要求1所述的传热测试阶段装置，其特征在于，所述土筒(1)最左端以螺丝(8)固定多孔底板(6)，底板右侧紧贴透水石(5)，最右端以螺丝(8)固定盖板(7)，形成土箱；

所述土箱中填充试验土(2)，试验土(2)与加热板(4)紧贴，试验土(2)中每隔一段距离埋设一枚温度传感器(3)；

所述土筒(1)内壁设有一层保温层(11)，上下端边沿设有部分突出块；

所述多孔底板(6)板面开有若干小孔。

3.根据权利要求1所述的土样切片阶段装置，其特征在于，所述顶土器(9)的挂钩(13)钩在土筒(1)端部边沿，顶土器(9)中间推盘(16)顶推试验土(2)，在试验土(2)被推出的一侧架设切土器(10)，土工钢丝锯(20)沿切土器(10)U型架(18)槽缝切割试验土(2)土柱；

所述顶土器(9)中部为螺纹套管(12)，螺纹套管(12)沿边沿伸出挂钩(13)，螺纹套管(12)套在螺纹杆(14)上，螺纹杆(14)左端设有手轮(15)右侧为放大端头，放大端头嵌套在推盘(16)中心，通过接触滚珠(17)保持与推盘的相对转动；

所述切土器(10)为侧面设有槽缝的U形架，架底为一底座(21)，切土器(10)架身设有可抽动的量尺(19)用以度量切土的厚度；

所述土工钢丝锯(20)锯框为U形钢架，前端绑有一根细钢丝(24)，钢丝(24)的松紧程度通过侧边手拧螺丝(23)调节，后端两侧设有手柄(22)。

4.一种一维向土体水热迁移测试方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的一种一维向土体水热迁移测试装置进行测试；

所述传热测试阶段方法包括以下步骤：

步骤1：安装并以螺丝(8)固定多孔底板(6)，将安装好底板的土筒(1)竖向放置，置入透水石(5)，裁剪一片与透水石(5)相同截面大小的滤纸，置入土筒(1)中与透水石(5)相贴，在土筒(1)内壁涂抹一层凡士林；

步骤2：分层填入制配好的试验土(2)，在装填土的过程中，将温度传感器(3)按照试验预定的距离埋入试验土(2)中，并捣实至土筒(1)口；

步骤3：抹平土筒(1)口土面，将加热板(4)紧贴试验土(2)，盖上盖板(7)并以螺丝(8)固定，将组合好的装置水平放置；

步骤4：接通加热板(4)电源和温度传感器(3)采集装置，检查装置工作情况；

步骤5：设置加热板(4)加热温度，开始试验，采集各距离处传感器温度值；

步骤6：达到加热时间，关闭加热板(4)电源和温度传感器(3)，进入下一阶段“土样切片阶段”；

所述土样切片阶段方法包括以下步骤：

步骤1：拆除多孔底板(6)和盖板(7)，取出透水石(5)、滤纸、加热板(4)；

步骤2：将顶土器(9)置于装有试验土(2)的土筒(1)左侧，使挂钩(13)钩在土筒(1)左端的突出块上，转动手轮(15)使推盘(16)紧贴试验土(2)；

步骤3：将切土器(10)置于装有试验土(2)的土筒(1)右侧，调节量尺(19)确定每次切土厚度，将土工钢丝锯(20)的钢丝(24)卡在切土器(10)U型架(18)槽缝中；

步骤4：缓慢转动手轮(15)，将试验土(2)从土筒(1)左侧朝右侧推出；

步骤5：观察切土器(10)上的量尺(19)，试验土(2)每推出指定厚度的土柱，切动土工钢丝锯(20)，将土柱整齐切片；

步骤6：将切下来的试验土(2)样本分类编号、称重后烘干，计算距离加热面不同厚度土层的含水率变化情况。