下冷浴板3，两块有机玻璃宽板I平行且对称，两块有机玻璃窄板2同样为平行且对称设置，所述有机玻璃宽板I与机玻璃窄板2垂直设置，所述有机玻璃宽板I与机玻璃窄板2围合成横截面为矩形的试样槽7，该试样槽7的底部安装有下冷浴板3 ;所述有机玻璃宽板1、有机玻璃窄板2和下冷浴板3借助密封胶和固定螺栓4拼装为一体。所述有机玻璃宽板2上设有若干个温度测孔1-1。所述下冷浴板3上内设有补水通道3-1，所述补水通道3-1由连接补水口 3-2和排气口 3-3的主通道和连接土样底部的分通道组成，所述主通道和分通道连通、且垂直设置。所述有机玻璃宽板2的透光率需达到95%。
[0034]如附图4和附图5所示，所述上冷浴板5包括一不锈钢矩形管5-1，所述矩形管5_1上设有冷冻液进口 5-2和冷冻液出口 5-3。所述上冷浴板5、下冷浴板3均为不锈钢板。
[0035]如附图6和附图7所示，所述下冷浴槽6包括有机玻璃板槽6-1和设置于有机玻璃板槽6-1底部的蛇形铜管6-2，所述有机玻璃板槽6-1的冷冻液进口端6-3和冷冻液出口端6-4延伸至有机玻璃板槽6-1外部；所述有机玻璃板槽6-1为矩形槽。所述下冷浴槽6的内部净高与下冷浴板3的净高相同。所述补水口 3-2和排气口 3-3与下冷浴板3顶部齐平。
[0036]下面通过两个实施例来说明本实用新型的实验过程。
[0037]实施例1
[0038]在封闭不补水条件下冻土中水分迀移过程追踪实施过程为:
[0039]根据含水量和干土质量得到土中水的含量，按照每升水5g的配比将荧光剂掺入到土中，并封闭养护一昼夜。将养护好的混合料填充于土样槽内，填充至设定位置后插入温度传感器，然后将土样槽置于下冷浴槽6内，上冷浴板5置于土体顶部，将下冷浴槽6上的冷冻液进口端6-3和冷冻液出口端6-4以及上冷浴板5上的冷冻液进口 5-2和冷冻液出口 5-3分别连接至外部降温装置。关闭下冷浴板3的补水口 3-2和排气口 3-3，并将下冷浴槽6内充满防冻液，开启外部降温装置并均设定至同一温度(+1° C)，开始对土体进行恒温。待土体内部温度达到一致时，调整连接上冷浴板5的外部降温装置至某一负温，连接下冷浴槽6的外部降温装置温度不变，并开启紫光灯和数码相机，追踪土体冻结过程中的水分迀移过程、冰晶形成过程和冻结锋面位置。
[0040]实施例2
[0041]在开敞补水条件下冻土中水分迀移过程追踪实施过程为:
[0042]根据含水量和干土质量配制土样，并封闭养护一昼夜。将养护好的混合料填充于土样槽内，填充至设定位置后插入温度传感器，然后将土样槽置于下冷浴槽6内，上冷浴板5置于土体顶部，将下冷浴槽6上的冷冻液进口端6-3和冷冻液出口端6-4以及上冷浴板5上的冷冻液进口 5-2和冷冻液出口 5-3分别连接至外部降温装置。连接下冷浴板3的补水口至外置的马氏补水瓶，开启补水口 3-1和排气口 3-2，使下冷浴板3内的补水通道充满水和荧光剂的混合液，然后关闭补水口 3-1和排气口 3-2，其中马氏补水瓶内的混合液为每升水5g荧光剂。并将下冷浴槽6内充满防冻液，开启外部降温装置并均设定至同一温度(+1 ° C)，开始对土体进行恒温。待土体内部温度达到一致时，开启下冷浴板3上的补水口3-1，并调整连接上冷浴板5的外部降温装置至某一负温，连接下冷浴槽6的外部降温装置温度不变，并开启紫光灯和数码相机，追踪土体冻结过程中的水分迀移过程、冰晶形成过程和冻结锋面位置。
【主权项】
1.一种冻土中水分迀移过程追踪装置，其特征在于:其包括土样槽、上冷浴板(5)以及下冷浴槽(6); 所述土样槽包括平行且对称设置的两有机玻璃宽板(I)、平行且对称设置的有机玻璃窄板(2)以及下冷浴板(3)，所述有机玻璃宽板(I)与机玻璃窄板(2)垂直设置，所述有机玻璃宽板(I)与机玻璃窄板(2)围合成横截面为矩形的试样槽(7)，该试样槽(7)的底部为下冷浴板(3);所述有机玻璃宽板(I)与机玻璃窄板(2)经固定螺栓(4)定位连接；所述有机玻璃宽板(2)上设有若干个温度测孔(1-1)； 所述下冷浴板(3)上内设有补水通道(3-1)，所述补水通道(3-1)由连接补水口(3-2)和排气口(3-3)的主通道和连接土样底部的分通道组成，所述主通道和分通道连通； 所述上冷浴板(5)包括一矩形管(5-1)，所述矩形管(5-1)上设有冷冻液进口(5-2)和冷冻液出口(5-3)； 所述下冷浴槽(6)包括有机玻璃板槽(6-1)和设置于有机玻璃板槽(6-1)底部的蛇形铜管(6-2 )，所述有机玻璃板槽(6-1)的冷冻液进口端(6-3 )和冷冻液出口端(6-4)延伸至机玻璃板槽(6-1)外部； 所述土样槽设于下冷浴槽(6)内部，所述上冷浴板(5)设于土样槽内土体的上方。2.根据权利要求1所述的冻土中水分迀移过程追踪装置，其特征在于:所述有机玻璃宽板(I)、有机玻璃窄板(2)和下冷浴板(3)借助密封胶和固定螺栓(4)拼装为一体。3.根据权利要求1所述的冻土中水分迀移过程追踪装置，其特征在于:所述有机玻璃宽板(2)的透光率至少为95%。4.根据权利要求1所述的冻土中水分迀移过程追踪装置，其特征在于:所述上冷浴板(5 )、下冷浴板(3 )均为不锈钢材质。5.根据权利要求1所述的冻土中水分迀移过程追踪装置，其特征在于:所述下冷浴槽(6)的内部净高与下冷浴板(3)的净高相同。6.根据权利要求5所述的冻土中水分迀移过程追踪装置，其特征在于:所述补水口(3-2)和排气口(3-3)与下冷浴板(3)顶部齐平。
【专利摘要】本实用新型公开了一种冻土中水分迁移过程追踪装置，其包括土样槽、上冷浴板和下冷浴槽，土样槽由有机玻璃宽板、有机玻璃窄板和下冷浴板组成，下冷浴板可连接外置马氏补水瓶模拟地下水补给，上冷浴板上设有冷冻液的进口和出口，下冷浴槽由有机玻璃板槽、蛇形铜管组成。实验时首先将荧光剂、水和土的混合料填充于土样槽内，然后将土样槽置于下冷浴槽内，上冷浴板置于土体的顶部，下冷浴板连接马氏补水瓶，采用连接外部降温装置的上冷浴板和下冷浴槽为土体进行单向降温，试验过程中开启紫光灯和数码相机，追踪土体冻结过程中的水分迁移过程。本实用新型结构简单、操作方便，可直观的观察冻土中的水分迁移过程。
【IPC分类】G01N21/84, G01N21/64
【公开号】CN204882378
【申请号】CN201520377104
【发明人】王天亮, 张玉芝, 岳祖润
【申请人】石家庄铁道大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年6月3日