土样的温度和湿度进行周期性检测并将检测到的多 个测试点处试验土样的温度信号和湿度信号传输给微控制器，微控制器再将其接收到的多 个测试点处试验土样的温度信号和湿度信号通过串口通信电路实时传输给计算机，计算机 接收并记录各个采样时刻多个测试点处试验土样的温度信号和湿度信号，且对各个测试点 处多个采样时刻的湿度进行从大到小排列，并将各个测试点处排列在最后的湿度值记录为 该测试点处试验土样冻结前的谷值含水率θ ν;
[0024] 步骤六、进行降雪模拟并测量试验土样冻结后的稳定含水率：调节冷热一体机的 温度为降雪温度!\后，操作计算机，启动降雪模式，计算机通过串口通信电路发送降雪模式 启动的信号给微控制器，微控制器通过第一电机驱动器驱动降雪电机转动，降雪电机带动 旋转切冰刀转动，切割冰块产生降雪，降雪过程中，超声波测距传感器对其中一个所述储冰 筒冰块的下降高度进行实时检测并将检测到的冰块的下降高度实时传输给微控制器，微控 制器将其接收到的冰块的下降高度与单个冰块的下降高度限值h。进行比对，当冰块的下降 高度达到单个冰块的下降高度限值h。时，微控制器通过第一电机驱动器驱动降雪电机停止 转动，此时的总降雪量达到了 Qz;同时，降雪过程中，多个土壤温湿度传感器分别对试验土 样的温度和湿度进行周期性检测并将检测到的多个测试点处试验土样的温度信号和湿度 信号传输给微控制器，微控制器再将其接收到的多个测试点处试验土样的温度信号和湿度 信号通过串口通信电路实时传输给计算机，计算机接收并记录各个采样时刻多个测试点处 试验土样的温度信号和湿度信号，且对各个测试点处多个采样时刻的湿度按照时间先后顺 序进行排列，当相邻两个采样时刻的湿度差值小于等于1%时，说明该测试点处试验土样的 湿度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一个采样时刻的湿度值记录为该测试点处试验土样 冻结后的稳定含水率9 f;
[0025] 步骤七、进行太阳辐射热模拟：调节冷热一体机的温度为降雪入渗温度1~2后，操 作计算机，启动降雪入渗模式，计算机通过串口通信电路发送降雪入渗模式启动的信号给 微控制器，微控制器控制继电器接通电热管的供电回路，电热管开始加热，电热管加热过程 中，电热管温度传感器对电热管的加热温度进行实时检测并将检测到的信号实时传输给微 控制器，微控制器将其接收到的加热温度检测值与电热管加热温度T 3相比对，当加热温度 检测值达到电热管加热温度1~3时，微控制器控制继电器断开电热管的供电回路，电热管停 止加热，当加热温度检测值低于电热管加热温度1~ 3时，微控制器控制继电器接通电热管的 供电回路，电热管开始加热，从而使电热管的加热温度保持为T3;电热管加热过程中，按下 电热管左右运动按钮或电热管前后运动按钮后，微控制器控制电热管在模拟系统箱体内左 右运动或前后运动，进行太阳辐射热模拟；
[0026] 步骤八、进行降雪入渗观测并测量试验土样消融后的稳定含水率和试验土样消融 时的峰值含水率：步骤七中的电热管加热使步骤六中的降雪消融过程中，未渗入试验土样 内的消融水从多个所述降雪径流量测量孔内流出并经过多根降雪径流量测量分管和降雪 径流量测量总管流入降雪径流量测量量杯内；渗出试验土样内的消融水从多个所述降雪出 渗量测量孔内流出并经过多根降雪出渗量测量分管和降雪出渗量测量总管流入降雪出渗 量测量量杯内；同时，多个土壤温湿度传感器分别对试验土样的温度和湿度进行周期性检 测并将检测到的多个测试点处试验土样的温度信号和湿度信号传输给微控制器，微控制器 再将其接收到的多个测试点处试验土样的温度信号和湿度信号通过串口通信电路实时传 输给计算机，计算机接收并记录各个采样时刻多个测试点处试验土样的温度信号和湿度信 号，且对各个测试点处多个采样时刻的湿度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样 时刻的湿度差值小于等于1%时，说明该测试点处试验土样的湿度已稳定，将相邻两个采样 时刻中后一个采样时刻的湿度值记录为该测试点处试验土样消融后的稳定含水率Θ y而 且，计算机还对各个测试点处多个采样时刻的湿度进行从大到小排列，并将各个测试点处 排列在最前的湿度值记录为该测试点处试验土样消融时的峰值含水率θ p;同时，流量传感 器对渗出试验土样的消融水流量进行周期性检测并将检测到的信号输出给微控制器，微控 制器将其接收到的渗出试验土样的消融水流量通过串口通信电路传输给计算机，计算机调 用流量曲线绘制模块绘制出渗出试验土样的消融水流量随时间t变化的曲线；查看显示在 计算机上的渗出试验土样的消融水流量随时间t变化的曲线，当渗出试验土样的消融水流 量随时间t变化的曲线趋近于一条直线时，说明降雪入渗已稳定，此时，查看降雪径流量测 量量杯内未渗入试验土样内的消融水的量，并将该读数记录为降雪径流量Q ];查看降雪出 渗量测量量杯内渗出试验土样内的消融水的量，并将该读数记录为降雪出渗量Q。；
[0027] 步骤九：冻土水分迀移规律降雪入渗特征参数计算，具体过程为：
[0028] 步骤701、根据公式Q1= Qz-Qj，计算得到降雪入渗量Qr;
[0029] 步骤702、根据公式Δ S = Q1-Qtl计算得到水分亏损量Δ S ;
[0030] 步骤703、根据公式 计算得到降雪入渗率V1^
[0031] 步骤704、根据公式 计算得到降雪出渗率V。；
[0032] 步骤705、根据公式 计算得到降雪入渗系数α ;
[0033] 步骤703和步骤704中，t为时间。
[0034] 上述的方法，其特征在于：步骤七中，按下电热管左右运动按钮或电热管前后运 动按钮，使电热管在模拟系统箱体内左右运动或前后运动，进行太阳辐射热模拟的具体过 程为：当按下电热管左右运动按钮时，微控制器通过第二电机驱动器驱动电热管左右运动 电机转动，电热管左右运动电机带动所述第三电热管左右运动链轮转动，所述第三电热管 左右运动链轮通过电热管左右运动链条带动第一电热管左右运动链轮转动，第一电热管左 右运动链轮带动电热管左右主动运动导轮转动，电热管左右主动运动导轮带动门字型框架 的一侧沿其中一条电热管左右运动导轨运动，同时，电热管左右从动运动导轮带动门字型 框架的另一侧沿另一条电热管左右运动导轨从动，门字型框架带动电热管前后运动小车在 模拟系统箱体内左右运动，电热管前后运动小车带动电热管在模拟系统箱体内左右运动； 当按下电热管前后运动按钮时，微控制器通过第三电机驱动器驱动电热管前后运动电机转 动，电热管前后运动电机带动所述第二电热管前后运动带轮转动，所述第二电热管前后运 动带轮带动所述电热管前后运动皮带绕所述第二电热管前后运动带轮和第一电热管前后 运动带轮转动，所述电热管前后运动皮带带动电热管前后运动小车在模拟系统箱体内前后 运动，电热管前后运动小车带动电热管在模拟系统箱体内前后运动。
[0035] 上述的方法，其特征在于：步骤三中电热管加热温度1~3的取值为20°C~80°C，步 骤五中冻土环境温度！\的取值为-20°C~30°C，步骤六中降雪温度T 4勺取值为-25°C~ 〇°C，步骤七中降雪入渗温度1~2的取值为-20°C~20°C。
[0036] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0037] 1、本发明室内冻土水分迀移规律模拟系统的结构紧凑，设计新颖合理，实现方便。
[0038] 2、采用本发明进行室内冻土水分迀移规律特征参数测定的使用操作方便，方法步 骤简单。
[0039] 3、本发明是专门针对降雪条件下室内冻土水分迀移规律模拟的试验仪器及降雪 条件下室内冻土水分迀移规律特征参数测定的方法，能够研究不同坡度、不同降雪强度、不 同温度下不同土质内降雪条件下冻土水分迀移规律及特征参数（试验土样冻结前的初始 含水率、土壤冻结前的谷值含水率、土壤冻结后的稳定含水率、土壤消融后的稳定含水率、 土壤消融时的峰值含水率、降雪径流量、降雪出渗量、降雪入渗量、水分亏损量、降雪入渗 率、降雪出渗率和降雪入渗系数）的变化规律，功能完备，为进一步研究降雪条件下冻土水 分迀移规律提供了途径。
[0040] 4、本发明的降雪模拟系统能够控制降雪量，通过控制降雪电机的转速，还能够控 制降雪速度。
[0041] 5、本发明的地质模型系统，能够通过调节多个千斤顶的高度，能够实现不同坡度 的工况模拟，与实际试验工况的一致性较好。
[0042] 6、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0043] 综上所述，本发明使用操作方便，功能完备，为进一步研究降雪条件下冻土水分迀 移规律提供了途径，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0044] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0045]图1为本发明室内冻土水分迀移规律模拟系统的结构示意图（图中未示出太阳辐 射热模拟系统）。
[0046] 图2为本发明冷热一体机、降雪模拟系统和地质模型系统在模拟系统箱体内的布 设位置示意图。
[0047] 图3为本发明设置有超声波测距传感器的降雪点模拟机构的主视图。
[0048] 图4为图3的仰视图。
[0049] 图5为本发明地质模型系统的结构示意图。
[0050] 图6为本发明太阳辐射热模拟系统的结构示意图。
[0051] 图7为本发明试验数据采集及控制器的电路原理框图。
[0052] 图8为本发明室内冻土水分迀移规律特征参数测定方法的方法流程框图。
[0053] 附图标记说明：
[0054] 1一模拟系统箱体； 2_1-固定支架； 2_2-振动筛；
[0055] 2-3-降雪槽； 3-降雪点模拟机构；3-1-启封盖；
[0056] 3-2-压力弹簧； 3-3-储冰筒； 3-4-旋转切冰刀；
[0057] 3-41-切冰刀体； 3-42-切冰孔； 3_43-金刚石刀刃；
[0058] 3-5-降雪电机； 3-6-十字支撑杆； 3-7-冰块；
[0059] 3-8一冰块防转杆； 3_9-柱状孔； 3_10-超声波测距传感器；
[0060] 4 一地质模型槽； 4-1 一试验土样； 4-2-经炜格栅板；
[0061] 4-3-陶土板； 5-千斤顶；