专利名称：室内路基模型水热变化监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种室内路基模型水热监测系统，尤其是涉及一种室 内路基模型水热变化监测系统。
背景技术：
暴露在大气环境中的路基受气温、大气降水、地下水等因素影响，路 基内部水分和温度一直都处于动态变化中，而土体中的水热变化是影响路 基稳定性和耐久性的关键因素。目前，对温度场和水分场进行研究的试验 中，大多都是在野外修筑典型试验路段，并且采用现场长期定点观测方法 和室内土柱模型试验方法两种方法来模拟土体水热变化过程。前者的观测
周期过长；而后者由于试件尺寸差异，使得土性参数发生改变，因而不能 很好地模拟路基真正的工作环境。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提 供一种室内路基模型水热变化监测系统，其结构简单，测试方法简单且测 试结果准确可靠，能在室内模拟真实路基内水热变化情形并能对水分和温 度变化进行实时监测。
为解决上述技术问题，本实用新型釆用的技术方案是 一种室内路基模 型水热变化监测系统，其特征在于包括置于环境控制箱中且由被测试土 体分层填筑压实而成的路基模型、位于路基模型底部且对路基模型内部被 测试土体进行均匀补水的补水装置、对环境控制箱内部温度进行控制调节 的制冷装置、实时对所述被测试土体水分和温度进行检测的传感器、定时 对传感器所检测信号进行釆集的数据釆集设备，以及根据数据釆集设备所釆集水分和温度信号相应对所述被测试土体内部含水量和温度变化进行
分析处理的数据处理系统；所述传感器、数据釆集设备和数据处理系统依
次相接，所述补水装置由上部开口的补水器皿以及置于所述补水器皿上部 的透水板组成，所述路基模型的截面为上窄下宽的等边梯形。
所述路基模型长为4-6m，顶面宽为O. 6-lm,高为0. 8-1. 2m且侧面边 坡坡比为1 : 0. 5-1 : 1. 5。
所述补水器皿为上部开口的立方体补水盒，所述透水板为均匀开有多 个透水孔且的矩形板，所述补水盒上部开口的大小和透水板的大小均与路 基模型的底部大小相同。
所述环境控制箱由保温材料制成。
所述路基模型长为6m,顶面宽为lm，高为lm且侧面边坡坡比为1 :
1. 5。
所述传感器为分层填筑路基模型时分层埋入被测试土体中的温度和 水分传感器。
所述制冷装置通过通风管与环境控制箱的内部相通。 所述透水孔为圆孔。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、结构简单，加工制作 简便且使用操作方便。2、本实用新型能够模拟野外路基工作状态，通过 在室内填筑路基模型并实时监测路基内部水分和温度的变化，最终分析路 基内部水分场和温度场变化规律，另外测试过程受外界环境因素影响小， 因而测试结果准确可靠，能为路基承载能力以及稳定性研究提供试验数据 基础。3、适用范围较广，应用于公路工程、岩土工程相关科研领域。综 上所述，本实用新型结构简单，测试方法简易且测试结果准确可靠，能在 室内模拟真实路基内水热变化情形，并能实时对路基模型内部含水量和温 度变化情况进行监测，并且根据监测结果对土体内部水分和温度的实时变 化规律进行分析。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图l为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型补水盒的结构示意图。 图3为本实用新型透水板的结构示意图。 图4为本实用新型的电路框图。 附图标记说明
l一数据处理系统； 2—数据釆集设备; 4一路基模型； 5 —制冷装置；
7—传感器； 8—通风管； IO—补水盒； ll一透水孔。
3—补水装置；
6—环境控制箱
9一透水板；
具体实施方式
如图l、图2及图3所示，本实用新型包括置于环境控制箱6中且由被 测试土体分层填筑压实而成的路基模型4、位于路基模型4底部且对路基 模型4内部被测试土体进行均匀补水的补水装置3、对环境控制箱6内部 温度进行控制调节的制冷装置5、实时对所述被测试土体水分和温度进行 检测的传感器7、定时对传感器7所检测信号进行采集的数据釆集设备2， 以及根据数据采集设备2所釆集水分和温度信号相应对所述被测试土体内 部含水量和温度变化进行分析处理的数据处理系统1。结合图4，所述传 感器7、数据釆集设备2和数据处理系统l依次相接。另外，所述环境控 制箱6由保温材料制成。所述传感器7为分层填筑路基模型4时分层埋入 被测试土体中的温度和水分传感器。所述制冷装置5通过通风管8与环境 控制箱6的内部相通。
所述补水装置3由上部开口的补水器皿以及置于所述补水器皿上部的 透水板9组成，所述补水器皿为上部开口的立方体补水盒10,所述透水板 9为均匀开有多个透水孔11且的矩形板，所述补水盒10上部开口的大小和透水板9的大小均与路基模型4的底部大小相同。本实施例中，所述透
水孔11为圆孔。
所述路基模型4的截面为上窄下宽的等边梯形，并且实际操作过程中， 所述路基模型4长为4-6m，顶面宽为O. 6-lm,高为0. 8-1. 2m且侧面边坡 坡比为1 : 0.5-1 : 1.5。本实施例中，所述路基模型4长为6m，顶面宽为 lm,髙为lm且侧面边坡坡比为1 : 1. 5。
本实用新型的测试过程是首先在环境控制箱6中修筑路基模型4， 所修筑路基模型4长为6m，顶面宽为lm，高为lm且侧面边坡坡比为1 : 1. 5，并且修筑路基模型4前将补水装置3至于路基模型4底部；在修筑 路基模型4时，具体是进行分层填筑，同时控制土体含水量与压实度，另 外，在修筑过程中按照一定间距，在路基模型4需检测部位分层埋设分别 对水分和温度进行实时检测的传感器7;完成上述工作后进入具体测试过 程。在具体测试过程中，由制冷装置5对环境控制箱6内部的温度进行控 制调整；同时，由补水装置3控制水分补给，由传感器7和数据釆集设备 2定时采集数据，通过与数据釆集设备2相接的数据处理系统1定时分析 路基模型4内部含水量和温度的变化规律。实际测试过程中， 一般在路基 模型4填筑完成并放置3天后，再根据温度和水分状况，相应对制冷装置 5和补水装置3进行调整。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限 制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更 以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种室内路基模型水热变化监测系统，其特征在于包括置于环境控制箱(6)中且由被测试土体分层填筑压实而成的路基模型(4)、位于路基模型(4)底部且对路基模型(4)内部被测试土体进行均匀补水的补水装置(3)、对环境控制箱(6)内部温度进行控制调节的制冷装置(5)、实时对所述被测试土体水分和温度进行检测的传感器(7)、定时对传感器(7)所检测信号进行采集的数据采集设备(2)，以及根据数据采集设备(2)所采集水分和温度信号相应对所述被测试土体内部含水量和温度变化进行分析处理的数据处理系统(1)；所述传感器(7)、数据采集设备(2)和数据处理系统(1)依次相接，所述补水装置(3)由上部开口的补水器皿以及置于所述补水器皿上部的透水板(9)组成，所述路基模型(4)的截面为上窄下宽的等边梯形。
2. 按照权利要求1所述的室内路基模型水热变化监测系统，其特征在 于所述路基模型(4)长为4-6m,顶面宽为0. 6-lm，高为0. 8-1. 2m且 侧面边坡坡比为1 : 0. 5-1 : 1. 5。
3. 按照权利要求l或2所述的室内路基模型水热变化监测系统，其特 征在于所述补水器皿为上部开口的立方体补水盒(10 ),所述透水板(9 ) 为均匀开有多个透水孔(11)且的矩形板，所述补水盒(10)上部开口的 大小和透水板(9)的大小均与路基模型(4)的底部大小相同。
4. 按照权利要求1或2所述的室内路基模型水热变化监测系统，其特 征在于所述环境控制箱(6)由保温材料制成。
5. 按照权利要求2所述的室内路基模型水热变化监测系统，其特征在 于所述路基模型(4)长为6m，顶面宽为lm,高为lm且侧面边坡坡比 为1 : 1. 5。
6. 按照权利要求1或2所述的室内路基模型水热变化监测系统，其特 征在于所述传感器(7)为分层填筑路基模型(4)时分层埋入被测试土 体中的温度和水分传感器。
7. 按照权利要求1或2所述的室内路基模型水热变化监测系统，其特征在于所述制冷装置(5)通过通风管(8)与环境控制箱(6)的内部 相通。
8. 按照权利要求3所述的室内路基模型水热变化监测系统，其特征在 于所述透水孔(11)为圆孔。
专利摘要本实用新型公开了一种室内路基模型水热变化监测系统，包括置于环境控制箱中的路基模型、位于路基模型底部且对路基模型内部被测试土体进行均匀补水的补水装置、对环境控制箱内部温度进行控制调节的制冷装置、实时对所述被测试土体水分和温度进行检测的传感器、定时对传感器所检测信号进行采集的数据采集设备，以及根据数据采集设备所采集信号对被测试土体内部含水量和温度变化进行分析处理的数据处理系统；补水装置由上部开口的补水器皿及置于所述补水器皿上部的透水板组成，路基模型的截面为上窄下宽的等边梯形。本实用新型结构简单，测试方法简单且测试结果准确可靠，能在室内模拟真实路基内水热变化情形并能对水分和温度变化进行实时监测。
文档编号G01N33/00GK201340411SQ200920031810
公开日2009年11月4日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者侯仲杰, 毛雪松, 骉 马 申请人:长安大学