一种边坡实验室内模拟装置的制作方法

本实用新型涉及冻土技术领域，具体是一种边坡实验室内模拟装置。

背景技术：

冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时/数日以至半月)/季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层)。地球上多年冻土/季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50％，其中，多年冻土面积占陆地面积的25％。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。随着气候变暖，冻土在不断退化。

现有技术中，模拟边坡实验装置存在着以下不足：1)不便于观察，与外界隔热效果不佳，造成实验准确性差；2)实验装置内温度均匀性差，且冻土实验温度不易调控；3)边坡角的大小无法调节或调节不便，实验范围受到影响；4)缺少监控装置，比如摄像装置和温度探测装置，不利于正确数据的采集和预测。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种边坡实验室内模拟装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种边坡实验室内模拟装置，包括箱体、主板、PLC控制器和循环风机，所述箱体的内顶部和内侧壁均设有一层隔热保温层，所述箱体的前侧开口处配合装设有封口玻璃板，所述封口玻璃板的外侧还安装有PLC控制器，PLC控制器上分别安装有控制按键和显示屏，所述箱体的内侧设有主板，主板的上表面设置有边坡土层，所述主板的下侧两端分别设有电动伸缩杆和支撑杆，所述电动伸缩杆的上下两端分别通过铰支座与主板下侧和箱体内底部铰接连接，所述支撑杆的上端通过铰支座与主板下侧铰接连接，支撑杆的下端固定于箱体的内底部，所述主板的内侧设有蛇形制冷管，箱体的内底部还分别设有冷凝管和压缩机，冷凝管和压缩机连接，所述制冷管的一端连接冷凝管，另一端连接压缩机，制冷管、冷凝管和压缩机组成制冷装置，所述箱体的内顶部中间安装有广角摄像头，所述箱体的内顶部还设有温度探测器，所述箱体的内侧左右两端分别安装有左均风板和右均风板，所述箱体的外顶部设有循环风管，循环风管上装设有循环风机，循环风管的一端与箱体内左均风板的左侧空间连通，循环风管的另一端与箱体内右均风板的右侧空间连通。

作为优选，所述箱体为前侧开口的方形结构。

作为优选，所述隔热保温层采用聚氨酯发泡材料。

作为优选，所述封口玻璃板上安装有操作门。

作为优选，所述温度探测器设有两个，分别位于箱体的内顶部左右两侧。

作为优选，所述温度探测器、广角摄像头和控制按键分别与PLC控制器的输入端电性连接，PLC控制器的输出端分别与循环风机、显示屏、电动伸缩杆和压缩机电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该边坡实验室内模拟装置，结构简单，便于观察，与外界隔热效果好，通过循环风机、左均风板和右均风板的设置，箱体内温度均衡性高，通过压缩机可对边坡土层进行制冷，冷能的大小通过压缩机冷机的功率控制，模拟季节冻土区冻结期大气环境，通过对电动伸缩杆进行控制，可任意改变边坡角的大小，实现冻融边坡不同稳定状态冻融交界面力学机理的模拟，通过广角摄像头和温度探测器的设置，更有利于实现正确数据的采集和预测。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中主板内部及其连接的结构示意图。

图中：1-箱体，2-隔热保温层，3-左均风板，4-电动伸缩缸，5-冷凝管，6-主板，7-压缩机，8-边坡土层，9-支撑杆，10-右均风板，11-PLC控制器，12-控制按键，13-显示屏，14-广角摄像头，15-循环风机，16-循环风管，17-温度探测器，18-封口玻璃板，19-铰支座，20-制冷管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种边坡实验室内模拟装置，包括箱体1、主板6、PLC控制器11和循环风机15，所述箱体1为前侧开口的方形结构，箱体1的内顶部和内侧壁均设有一层隔热保温层2，隔热保温层2采用聚氨酯发泡材料，所述箱体1的前侧开口处配合装设有封口玻璃板18，且封口玻璃板18上安装有操作门(未示出)，通过封口玻璃板18方便对箱体1内进行观察，通过操作门方便进行操作，所述封口玻璃板18的外侧还安装有PLC控制器11，PLC控制器11上分别安装有控制按键12和显示屏13。

所述箱体1的内侧设有主板6，主板6的上表面设置有边坡土层8，所述主板6的下侧两端分别设有电动伸缩杆4和支撑杆9，所述电动伸缩杆4的上下两端分别通过铰支座19与主板6下侧和箱体1内底部铰接连接，所述支撑杆9的上端通过铰支座19与主板6下侧铰接连接，支撑杆9的下端固定于箱体1的内底部，通过控制电动伸缩杆4工作，可对主板6的倾斜角度进行调节，所述主板6的内侧设有蛇形制冷管20，箱体1的内底部还分别设有冷凝管5和压缩机7，冷凝管5和压缩机7连接，所述制冷管20的一端连接冷凝管5，另一端连接压缩机7，制冷管20、冷凝管5和压缩机7组成制冷装置，主板6接触边坡土层8来改变边坡土层8的温度，从而模拟冻土实验。

所述箱体1的内顶部中间安装有广角摄像头14，通过广角摄像头14可进行实验摄像，便于分析，所述箱体1的内顶部还设有温度探测器17，所述温度探测器17设有两个，分别位于箱体1的内顶部左右两侧，所述箱体1的内侧左右两端分别安装有左均风板3和右均风板10，通过左均风板3和右均风板10可使得空气流通均匀，所述箱体1的外顶部设有循环风管16，循环风管16上装设有循环风机15，循环风管16的一端与箱体1内左均风板3的左侧空间连通，循环风管16的另一端与箱体1内右均风板10的右侧空间连通，通过控制循环风机15工作，可使得箱体1内腔温度均衡，提升实验的准确性。

所述温度探测器17、广角摄像头14和控制按键12分别与PLC控制器11的输入端电性连接，PLC控制器11的输出端分别与循环风机15、显示屏13、电动伸缩杆4和压缩机7电性连接，通过显示屏13可显示广角摄像头14的监控视频以及温度探测器17的监控温度。

该边坡实验室内模拟装置，结构简单，便于观察，与外界隔热效果好，通过循环风机15、左均风板3和右均风板10的设置，箱体1内温度均衡性高，通过压缩机7可对边坡土层8进行制冷，冷能的大小通过压缩机7冷机的功率控制，模拟季节冻土区冻结期大气环境，通过对电动伸缩杆4进行控制，可任意改变边坡角的大小，实现冻融边坡不同稳定状态冻融交界面力学机理的模拟，通过广角摄像头14和温度探测器17的设置，更有利于实现正确数据的采集和预测。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。