[发明专利]一种可动态测试土壤脱湿/冻结水分变化特征的试验系统

摘要

一种可动态测试土壤在脱湿/冻结过程水分特征的试验系统，包括加压脱湿系统、温度控制系统和自动化数据采集系统，该系统是利用加压脱湿系统和温度控制系统相结合的方式实现土壤样品的恒温脱湿干燥过程和恒压降温冻结过程。本发明使得整个脱湿过程在温度可调节的恒温控制箱中进行，并完成土壤水分特征测试，从根本上减小了土壤在脱湿过程中由于温度变化、水分蒸发、土壤体积变化、人为操作等潜在因素造成的误差影响，另一方面通过加压装置实现了土壤在不同压力条件下的降温冻结过程，为高压条件下土体冻结的试验研究提供了有效的方法和手段。本发明可用于土壤试样在设定的温度条件下实现脱水干燥过程，也可用于土壤样品在设定的压力条件下实现降温冻结过程，实现了土壤试样动态变化过程的自动化实时监测和采集。

主权项

1.一种可动态测试土壤脱湿/冻结水分特征的试验系统，包括加压脱湿系统、温度控制系统和自动化数据采集系统三部分，其特征在于：所述的加压脱湿系统包括承压土样箱（1）、土样箱顶盖（2）、紧固螺栓（3）、土样箱密封圈（4）、中空螺栓（5）、螺栓密封圈（6）、间隔底座（7）、带排水嘴的透水石（8）、土样约束环（9）、不透水膜（10）、集水瓶（11）、称重模块（12）、土样箱底座（13）、温度水分传感器（14）、基质吸力传感器（15）、加压装置（16）、压力表（17）；所述的温度控制系统包括恒温控制箱（18）、箱体顶盖（19）、顶盖转轴（20）、制冷压缩机（21）、压缩机散热片（22）、循环风扇（23）、电加热丝（24）、温度控制仪（25）、温度控制面板（26）、温度传感器（27）；所述的自动化数据采集系统包括传感器引线、数据采集仪（28）、计算机（29）；恒温控制箱（18）通过顶盖转轴（20）与箱体顶盖（19）连接；恒温控制箱（18）内设有承压土样箱（1）、间隔底座（7）、称重模块（12）、土样箱底座（13）、制冷压缩机（21）、对流风扇（23）、电加热器（24）、温度控制仪（25）；恒温控制箱（18）侧壁设有压缩机散热片（22）；压缩机散热片（22）与制冷压缩机（21）连接；恒温控制箱（18）外设有加压装置（16）、温度控制面板（26）、数据采集仪（28）和计算机（29）；温度控制面板（26）分别与对流风扇（23）、电加热丝（24）、温度控制仪（25）连接；承压土样箱（1）通过紧固螺栓（3）与土样箱顶盖（2）连接，其内腔为一个能承受一定压力的封闭空间；承压土样箱（1）内设有间隔底座（7）、带排水嘴的透水石（8）、土样约束环（9）、不透水膜（10）；承压土样箱（1）底部放置间隔底座（7）；间隔底座（7）上放置不透水膜（10）；不透水膜（10）上放置土样约束环（9）；土样约束环（9）内放置土样；所述的土样箱顶盖（2）上设有中空螺栓（5）；中空螺栓（5）底部设有螺栓密封圈（6）；所述的压力表（17）连接加压装置（16）；加压装置（16）通过导管与承压土样箱（1）内腔连通；土样内布置水分传感器（14）和基质吸力传感器（15）；水分传感器（14）、基质吸力传感器（15）通过传感器引线与数据采集仪（28）连接，传感器引线通过土样箱顶盖（2）上设置的中空螺栓（5）引出可承压土样箱（1）；所述的数据采集仪（28）与计算机（29）连接；所述的土样约束环（9）与不透水膜（10）之间设有带排水嘴的透水石（8）；所述的带排水嘴的透水石（8）通过导管与集水瓶（11）连接；集水瓶（11）放置于称重模块（12）上。