[发明专利]一种用于制作层状冷生构造冻土试样的装置与方法

摘要

本发明涉及一种用于制作层状冷生构造冻土试样的装置与方法，由保温箱主体、保温箱上盖、样品筒、样品筒上盖、控温管、真空管、制冷管、底座、温度传感器、水分传感器、温度控制系统组成。其中，控温管、真空管、制冷管均为环形并与温度控制系统形成闭合回路，且布置在样品筒外壁表面，控温管、真空管、制冷管均与各自的温度控制系统相连，温度控制系统能够控制控温管、真空管、制冷管内部循环液的温度；保温箱主体上开设有管孔用于供控温管、真空管、制冷管通过并固定其位置，本发明具有结构简单、操作方便等特点。

主权项

1.一种用于制作层状冷生构造冻土试样的方法，包括以下步骤：第一步，在保温箱主体(4)内布置好控温管(8)、真空管(9)、制冷管(10)的位置，使其按照控温管(8)、真空管(9)、制冷管(10)的顺序自上而下依次排列，将控温管(8)、真空管(9)、制冷管(10)与各自的温度控制系统(14)相连；第二步，在干土中分多次适量地加入所需质量的水，拌和后密封放置48h以上，使土样各部分含水均匀；第三步，打开样品筒上盖(7)，将湿土分多次适量地加入到样品筒(6)中，其中，在土样不同高度埋设温度传感器(14)和水分传感器(13)，以测试不同层位的水分和温度变化；第四步，将土样上表面抹平后，盖上样品筒上盖(7)，打开保温箱上盖(5)，将样品筒(6)放置在保温箱主体(4)内部的底座(11)上，调整控温管(8)、真空管(9)、制冷管(10)的位置，使其紧贴样品筒(6)外壁表面，盖上保温箱上盖(5)，以减少保温箱主体(4)内部的温度波动；第五步，打开温度控制系统(14)，将所有真空管(9)内抽真空且不进行循环液循环，调节其余两种管内循环液温度如下：控温管(8)内循环液温度设置为1℃，制冷管(10)内循环液温度设置为‑30℃；第六步，根据温度传感器(14)和水分传感器(13)反馈的实时数据，结合试验所需制备的层状冷生构造冻土试样的含冰层厚度，控制控温管(8)和制冷管(10)内循环液的持续时间并进行记录；第七步，调节控温管(8)、真空管(9)、制冷管(10)内循环液的温度，均设置成冻土试样的目标温度，冻结24h以上，内含温度传感器(14)和水分传感器(13)的层状冷生构造冻土试样即制作完成。第八步，将制作好的冻土试样移出，重复步骤一～步骤七，但不再埋设温度传感器(14)和水分传感器(13)，且第六步中设置的控温管(8)和制冷管(10)内循环液的持续时间与之前相同，即可制作出层状冷生构造的冻土试样。