[发明专利]一种大尺寸非饱和粗颗粒土温控测试装置

说明书

本发明公开了一种大尺寸非饱和粗颗粒土温控测试装置，包括底座和连接在底座上的温控内压力腔室，所述温控内压力腔室具有温控通道和内腔，所述温控通道底部具有进水孔和排水孔，所述底座设有与进水孔和排水孔对应并导通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔的下开口处通过管路与外部控温循环装置相连。该装置在常规大三轴仪内部实现非饱和粗颗粒土的干湿状态及温度的控制，进而进行不同温度条件下的非饱和粗颗粒土静动力学试验研究及持水曲线的测定。

技术领域

本发明涉及一种土工测试配套装置，特别涉及一种大尺寸非饱和粗颗粒土温控测试装置。

背景技术

非饱和粗颗粒土广泛存在于路基填料、路面基层及边坡等近地面结构中，受环境因素影响粗颗粒土长期处于变化的温度场和湿度场条件下，因此，非饱和粗颗粒土的静动应力特性会存在显著差异。土工测试是获得土体物理力学参数的主要手段，《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999）是我国勘察、设计领域中关于土工测试的指导性规范。在该规范中，缺乏非饱和土尤其是考虑热效应的非饱和粗颗粒土静动应力特性、持水曲线及土体相关物理参数的试验测定方法。

轴平移技术目前是所有基质吸力控制方法中能够与三轴试验结合的最先进的技术手段，具有精确、操作简单、受温度影响小及可以与其他设备联合使用等优点。以往基于大型三轴设备开展的粗颗粒土土工试验相对简单，缺乏适用于考虑热效应影响的大型三轴试验设备，不能测量控温条件下土体的静动应力特性及物理参数，并且以于热效应改进的三轴设备往往存在试样尺寸不足，且涉及非饱和土体试验研究时需要升级基质吸力控制系统等问题，无法进行控温条件下非饱和粗粒料的土体的静动应力特性及持水特性的相关研究。因此，亟需一种大尺寸非饱和粗颗粒土温控测试装置。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可控基质吸力和温度的、适用于较大粒径非饱和粗颗料静动应力特性和持水特性研究的大尺寸非饱和粗颗粒土温控测试装置，该装置不仅可以测定不同温度条件下非饱和粗粒料的静动应力特性及确定土体的相关物理参数，而且可以测定特定基质吸力和温度下非饱和粗颗粒料的持水曲线。

为此，本发明提供的一种大尺寸非饱和粗颗粒土温控测试装置，包括底座和连接在底座上的温控内压力腔室，所述温控内压力腔室具有温控通道和内腔，所述温控通道底部具有进水孔和排水孔，所述底座设有与进水孔和排水孔对应并导通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔的下开口处通过管路与外部控温循环装置相连。

进一步的，所述温控压力腔室包括外套筒和内套筒，所述内套筒嵌套在外套筒内，所述内套筒外壁与外套筒内壁之间形成温控通道，所述内套筒外壁设置有双螺旋槽，温控通道为双螺旋通道，所述进水孔和排水孔对应设置于双螺旋通道底部。

进一步的，所述底座包括试样底座、温度隔离装置和固定装置，所述试样底座上设有顶部圆盘、中部圆盘和底部圆盘，所述顶部圆盘的表面具有容纳槽，所述容纳槽内安装有高进气值陶土板，所述试样底座内部设有第一孔道和第二孔道，所述第一孔道和第二孔道的上开口端位于容纳槽底部，并与容纳槽导通，所述第一孔道和第二孔道的下开口端分别位于底座的两侧，所述第一孔道和第二孔道的下开口端分别通过软管与水压系统连接。

进一步的，：所述试样底座内设有温度传感器，所述温度传感器的探头设置于中部圆盘上。

进一步的，所述第一通孔和第二通孔分别设于底部圆盘上，所述第一通孔和第二通孔分别与排水孔和进水孔对应并导通。

进一步的，所述容纳槽的内壁具有环形凸沿，所述高进气值陶土板底部抵于环形凸沿上，环形凸沿下方形成空腔，所述第一孔道与第二孔道均与空腔导通。

进一步的，所述温度隔离装置设置于试样底座和固定装置之间，所述温度隔离装置由高分子材料隔热块和内置干燥器组成。

进一步的，所述底座与温控内压力腔室之间设有不少于一个的密封圈。