系统，43-应变片引线；51_台面，52-立柱，53-连接杆；61_混凝土单粧，62-粧周土体。
【具体实施方式】
[0039]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0040]根据本实用新型实施例，如图1-图5所示，提供了一种室内冻土模型粧静力加载实验装置，具体是一种冻土模型粧室内流变实验和承载性能室内实验的静力加载实验装置。
[0041]本实用新型的技术方案，将一种自平衡杠杆加载装置通过加载框架与低温试验箱内的模型粧相连接，通过砝码施加静力载荷，使得粧基室内静载实验设备的成本大幅降低，能够实现室内模型粧实验中涉及静力分级加载、恒定加载相关的实验。该室内冻土模型粧静力加载实验装置的材料均为钢材。
[0042]本实用新型的技术方案中，一种室内冻土模型粧静力加载实验装置，包括工作台500、制冷系统200、加载框架17、自平衡杠杆静力加载装置自平衡杠杆静力加载装置100、位移测量系统300和应变测试系统400。
[0043]其中，工作台500包括台面51、立柱52和横梁(即连接梁53)，其功能是对加载框架、低温试验箱起支撑作用，尺寸依赖于于低温试验箱的大小，高度以70~80cm为宜，材质为钢材。
[0044]制冷系统200包括低温试验箱21和温度感应器22。低温试验箱提供冻土模型粧实验环境，其上部和侧面均开有一小孔，方便传力杆和线路进出试验箱，试验箱须提供温度检测显示、能控制温度。
[0045]加载框架17焊接在工作台上，由左右立柱和上部顶横梁焊接成门字形；为降低加载框架自身变量对实验结果的影响，立柱和顶横梁均采用双杆有间隙焊接结构；加载框架宽度和高度须大于低温试验箱宽度和高度。
[0046]自平衡杠杆静力加载装置100，包括杠杆11、平衡配重12、砝码13、螺栓14、铰15和传力杆16。杠杆11 一端通过细钢丝与砝码盘相连，另一端制成螺纹杆，其上配有平衡配重12，平衡配重可沿螺纹杆旋转前进后退，能方便地实现杠杆的自平衡。杠杆上设有前中后三组连接件14，中间连接件下端与加载框架固结，上端与杠杆铰接，作为杠杆的支点；当前连接件下端与传力杆铰接时实现模型粧压力荷载的施加，当后连接件下端与传力杆铰接时实现模型粧拉力荷载的施加。自平衡杠杆静力加载装置的传力杆与连接件铰接，铰接时确保连接件、传力杆和粧三者铅直且共线。
[0047]具体地，本实用新型的技术方案是:一种室内冻土模型粧静力加载实验装置，包括工作台、固定于工作台500上的加载框架17、放置于工作台500上加载框架17内的低温试验箱21、用于测量低温试验箱环境温度的温度感应器22、置于加载框架17顶端的自平衡杠杆式静力加载装置100、用于制作实验用冻土模型粧的实验桶容器、用于测量模型粧粧顶位移的一个位移计31以及通过导线(如位移计引线33)与位移计31连接的动态应变测试分析系统32 ;用于测量粧体应变，按测点布置的多个应变片(如应变片41)以及通过导线(如应变片引线43)与应变片连接的静态应变测试分析系统42，一台通过线路与动态、静态应变测试分析系统相连接，用于收集、分析实验数据的计算机。
[0048]其中，工作台包括底座、立柱和台面，其功能是对加载框架、低温试验箱起支撑作用，尺寸依赖于于低温试验箱的大小，高度以70~80cm为宜，材质为钢材，立柱和台面应具备较强的刚度，使得模型粧静载实验时可忽略工作台的变形。
[0049]加载框架由3组钢杆焊接成门字形后固结于工作台台面，其中顶梁、左右立柱均采用双钢杆结构，以增大加载框架的刚度，抵抗变形，减少实验误差，提高精度；所述顶梁上设置有孔，以便安装杠杆加载装置。所述加载框架尺寸以立柱紧贴低温试验箱，高度较试验箱高5~10厘米为宜。
[0050]自平衡杠杆静力加载装置由杠杆、砝码、平衡配重、传力杆和3组连接件构成，杠杆一端通过钢丝连接砝码盘，另一端设置有螺纹杆和平衡配重，可通过改变平衡配重的位置实现杠杆的自平衡。杠杆上设有前中后三组连接件，中间连接件下端与加载框架固结，上端与杠杆铰接，作为杠杆的支点；当前连接件下端与传力杆铰接时实现模型粧压力荷载的施加，当后连接件下端与传力杆铰接时实现模型粧拉力荷载的施加。传力杆一端开有圆孔，可通过圆柱销与杠杆杆身相连接，传力杆另一端穿过低温试验箱的孔洞，作用在模型粧的粧顶垫板上。自平衡杠杆式加载，砝码荷载力臂是粧顶荷载力臂的10倍，因而传力杆传递的静载是砝码自重荷载的10倍。并且，通过改变杠杆长度或支点位置，也可获得其他倍数的粧顶荷载。
[0051]低温试验箱是建立冻土环境的模型实验粧基容器，其内设置有温度传感器，低温试验箱可定制，其顶部正中和一侧侧壁均开有小孔，以便传力杆、连接位移计、应变片和动态/静态应变测试分析系统的导线穿过。实验桶可根据模型粧尺寸选择大小，作为粧基土的容器。
[0052]位移计、动态应变测试系统、连接线路构成本实用新型的位移测量系统，可直接选择相关企业的产品组装，该系统也可用于其他有关位移的测量。
[0053]贴于模型粧各个测点的应变片、静态态应变测试系统和连接线路构成本实用新型的应变测试系统，可直接选择相关企业的产品组装，该系统也可用于其他有关应变的测量。
[0054]同时，本实用新型采用的另一种技术方案是:一种与上述室内冻土模型粧静力加载实验装置相匹配的静力加载实验方法，包括:
[0055]根据相似性规律，制作室内实验所用的模型粧，并按测点位置贴好应变片后利用电烙铁将应变片和外伸导线焊接在一起；
[0056]选取实验用粧周土，按照实验设计对其进行相应处理，待处理完毕后分批次放入实验桶中分层夯实，粧底厚度，粧模型的埋深厚度，粧土模型的冻结时间等均须按冻土试验规范的要求进行；
[0057]基于上述制作的模型粧，选取与之匹配长度的传力杆，一端与杠杆铰接，通过调整杠杆平衡配重位置，使得未加载时杠杆处于水平位置、传力杆另一端与粧顶接触且共线；
[0058]将连接应变片导线的线路与静态应变测试分析系统连接，将连接动态应变测试分析系统的位移计放置到粧顶位移测量位置；
[0059]检查无误后开始进行加载实验，加载方案应依据粧基实验类别预先制定。粧基承载力实验采用分级加载方案，粧-土流变实验采用恒定加载方案；
[0060]试验中利用位移计、动态应变测试仪和计算机测量、收集粧顶实时位移数据信息；利用应变片、静态应变测试仪和计算机测量、收集粧身应变数据信息。
[0061]与现有技术相比，本实用新型的技术方案，至少可以达到的有益效果是:
[0062]⑴利用砝码自重通过杠杆施加静力荷载，操作简单，容易实现，不消耗能量；在模型粧实验中，通过改变杠杆支点位置或杠杆长度，可获得不同砝码自重荷载比的粧顶静力荷载，完全能够满足室内模型实验粧加载的需求。
[0063]⑵利用杠杆加载，可以确保粧顶静力荷载的稳定性，保证了静载实验的准确性。现有技术中，多采用液压系统施加静载，但粧在荷载作用下的沉降使得以液压方式施加的静载有所损失，影响实验结果的精度；而杠杆加载时传力杆不会因粧的沉降而与粧顶面分离，保证了粧顶静载的稳定性和持久性。
[0064]⑶实验装置结构简单，造价低廉。现有技术中，室内模型粧静载实验多采用美国MTS公司生产的电液伺服材料试验机MTS-810，其售价超过200万人民币，且维修成本也很高，极大的限制了粧基础室内实验的开展，特别是限制了粧基实验教学的进行。本实用新型总造价不超过5万元人名币，且位移测量记录系统和应变测量记录系统均可与其实验仪器共用，可进一步降低了实验室设备采购费。
[0065]例如，参见图1，本实施例的室内冻土模型粧静力加载实验装置，包括工作台500、低温试验箱200、加载框架17、自平衡杠杆静力加载装置100、位移测量系统300、应变测试系统400和粧土模型600。
[0066]这里，室内冻土模型粧静力加载实验装置的工作台500由台面51、立柱52和横梁53三部分组成；台面材质钢板，尺寸依据低低温试验箱尺寸选取，本实施例中台面尺寸为600X800X 15mm ;四根立柱和八根横梁均采用工字形型钢，二者焊接成工作台的支撑框架，横梁围成的圈梁尺寸应略小于低温试验箱底面尺寸，本实施例中为50X700mm;工作台总高750mm，本实施例中的工作台三维示意图见图2。
[0067]加载框架17焊接在工作台上，由左右立柱和上部顶横梁焊接成门字形；为降低加载框架自身变量对实验结果的影响，立柱和顶横梁均采用双杆有间隙焊接结构；顶横梁开有安装杠杆支座的多个圆孔，以方便改变杠杆连接位置；加载框架宽度和高度须大于低温试验箱宽度和高度，本实施例中其宽度为790mm，高度为950mm，图4为加载框架三维示意图。
[0068]低温试验箱200是由一款单开门DW-40低温试验箱21改造得到，其顶部正