用于模拟轨道路基无侧限抗压强度干湿循环的试验装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通领域，特别涉及一种用于模拟轨道路基无侧限抗压强度干湿循环的试验装置。

背景技术：

我国的秦岭淮河以南的湿热地区，夏季高温多雨，降雨后蒸发得很快，这种降雨-蒸发的循环进行，使得土体中的水份发生往复变化，这种干湿循环作用会引起河流、湖泊水位和地下水位频繁升降，从而使得轨道路基边角处在干湿循环作用下，干湿交替，处于不稳定的状态中。尤其是对于红砂岩这种特殊土质，在干湿循环交替的作用下，土体强度显著下降，边坡稳定性衰减，导致路基发生塌方、开裂、沉降不均等病害。因此，为了更好的研究轨道路基在干湿循环作用下强度衰减规律，评价路基稳定系，需要开展干湿循环试验。

现有的干湿循环试验中，常采取的方法是浸泡-烘干法，然而采用这种方法存在着诸多缺点，比如，在干湿过程中，温度过高，过于剧烈，会引起无侧限抗压强度试件表面的开裂、掉边现象，不利于后期的试验，也与深路基水份迁移缓慢变化的情况不符；尤其是对于红砂岩这种土质，浸泡后土体会迅速崩落，因此，浸泡-烘干法不利于试验的进行。更为重要的是，现有技术中的试验方法均不能模拟水、太阳光照、风对水份蒸发的影响，存在极大地局限性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于模拟轨道路基无侧限抗压强度干湿循环的试验装置，不仅能够模拟降雨蒸发、不同光照、风速对水分蒸发的影响，而且能够控制增湿含水率，干湿循环过程均匀缓和，干燥、增湿完成后可使水份充分扩散，具有自动化程度高、精确、简单、干湿控制效果好的优点。

本实用新型的用于模拟轨道路基无侧限抗压强度干湿循环的试验装置，包括试验箱体、增湿机构、干燥机构、吹风机构、称重机构以及用于支撑试样的支撑组件，所述试验箱体内部通过一分隔板分隔形成上下两个独立的空间，所述增湿机构和吹风机构分别位于试验箱体的上部空间两侧，所述干燥机构位于试验箱体的上部空间顶部，所述称重机构位于试验箱体的下部空间内，所述分隔板上设有供支撑组件通过的过孔和用于排水的排水孔，所述支撑组件上端穿过过孔位于试验箱体的上部空间内，下端固定于称重机构上，所述试验箱体的下部空间内设置有排水管，所述排水管一端与排水孔连通，另一端穿过试验箱体侧壁伸出试验箱体外，所述试验箱体一侧壁上设置有控制机构，所述增湿机构、干燥机构、吹风机构、称重机构与控制机构电连接。

进一步，所述分隔板包括位于中间的水平段和沿水平段两侧向下倾斜延生的倾斜段，所述过孔设置于水平段上，所述排水孔设置于倾斜段上。

进一步，所述分隔板朝向试验箱体上部空间的一面的四周设置有挡水条，所述支撑组件包括用于支撑试样的上垫块和用于与称重机构连接的下垫块，所述上垫块上端穿过过孔位于试验箱体的上部空间内，上垫块下端与下垫块上端固定连接，下垫块下端放置在称重机构上。

进一步，所述上垫块与下垫块均为圆柱状，且下垫块的直径大于上垫块的直径。

进一步，所述上垫块与过孔之间留有间隙，所述上垫块上套设有挡水圈，所述挡水圈位于过孔上方。

进一步，所述称重机构为高精度电子秤，该高精度电子秤与控制机构电连接。

进一步，所述吹风机构包括固定在分隔板倾斜段上的出风管、设置在试验箱体外的鼓风机以及连接于鼓风机与出风管之的通风管，所述出风管面向试样的一侧沿纵向间隔设有若干出风孔，所述鼓风机与控制机构电连接。

进一步，所述增湿机构包括可沿横向伸缩的电动伸缩杆和设置在电动伸缩杆内用于对试样加湿的水管，所述水管一端设置有用于向试样喷淋水且可调节喷水量的喷头，另一端伸出试验箱体外与供水装置连接，所述电动伸缩杆和喷头与控制机构电连接；所述试验箱体上部空间的一侧壁上设有通风口，所述通风口与增湿机构位于同侧，且通风口位于增湿机构下方。

进一步，所述干燥机构包括用于照射试样的高亮度照明灯和用于安装高亮度照明灯的安装架，所述安装架顶部固定于试验箱体的上部空间顶部，安装架底部设置有用于控制高亮度照明灯沿横向移动的滑动组件，所述滑动组件包括导轨、可沿导轨横向滑动的滑块和用于控制滑块移动的电机，所述高亮度照明灯固定于滑块上，所述高亮度照明灯和电机与控制机构电连接。

进一步，所述控制机构包括控制面板，所述控制面板上设置有控制开关和自动控制器；所述试验箱体背面设置有可开闭的箱门。

本实用新型的有益效果：本实用新型的用于模拟轨道路基无侧限抗压强度干湿循环的试验装置，通过设置增湿机构、干燥机构、吹风机构、称重机构、支撑组件、控制机构，当试样需要加湿时，试样可吸收增湿机构提供的水分并慢慢扩散，含水率逐渐升高；当试样需要干燥时，试样可在干燥机构的照耀下散失水份，质量逐渐减小，同时在加湿或干燥的过程中，可通过称重机构对试样的质量进行检测，控制机构根据检测结果自动控制增湿机构进行加湿或干燥机构进行干燥；从而使本实用新型能够模拟降雨蒸发、不同光照、风速对试样水分蒸发的影响，而且能够控制增湿含水率，干湿循环过程均匀缓和，干燥、增湿完成后可使水份充分扩散，具有自动化程度高、精确、简单、干湿控制效果好的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本实用新型分隔板的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示：本实施例的用于模拟轨道路基无侧限抗压强度干湿循环的试验装置，包括试验箱体1、增湿机构、干燥机构、吹风机构、称重机构以及用于支撑试样的支撑组件，所述试验箱体1内部通过一分隔板2分隔形成上下两个独立的空间(上部空间1a、下部空间1b)，所述增湿机构和吹风机构分别位于试验箱体的上部空间1a两侧，所述干燥机构位于试验箱体的上部空间1a顶部，所述称重机构位于试验箱体的下部空间1b内，所述分隔板2上设有供支撑组件通过的过孔3和用于排水的排水孔4，所述支撑组件上端穿过过孔3位于试验箱体的上部空间1a内，下端固定于称重机构上，所述试验箱体的下部空间1b内设置有排水管5，所述排水管5一端与排水孔4连通，另一端穿过试验箱体1侧壁伸出试验箱体1外，所述试验箱体1一侧壁上设置有控制机构，所述增湿机构、干燥机构、吹风机构、称重机构与控制机构电连接，这样当试样需要加湿时，试样可吸收增湿机构提供的水分并慢慢扩散，含水率逐渐升高，当试样需要干燥时，试样可在干燥机构的照耀下散失水份，质量逐渐减小，并且在加湿或干燥过程中，可通过称重机构对试样的质量进行检测，控制机构根据检测结果自动控制增湿机构进行加湿或干燥机构进行干燥，以模拟降雨蒸发、不同光照、风速对试样水分蒸发的影响，能够控制增湿含水率，干湿循环过程均匀缓和，干燥、增湿完成后可使水份充分扩散；通过设置排水管5，可将试验箱体上部空间1a内的水快速排出。本实施例中试验箱体1为长方体结构，结构简单，便于加工制造。

本实施例中，所述分隔板2包括位于中间的水平段和沿水平段两侧向下倾斜延生的倾斜段，所述过孔3设置于水平段上，所述排水孔4设置于倾斜段上，分隔板2两侧采用带坡度的倾斜结构，更加便于排水。本实施例的分隔板2两侧倾斜段上分别设有排水孔4，各排水孔4分别与所对应的排水管5连接，以提高排水效果。

本实施例中，所述分隔板2朝向试验箱体上部空间1a的一面的四周设置有挡水条6，用于防止上部空间1a的水流入下部空间1b中，保证密封效果；所述支撑组件包括用于支撑试样的上垫块7和用于与称重机构连接的下垫块8，所述上垫块7上端穿过过孔3位于试验箱体的上部空间1a内，上垫块7下端与下垫块7上端固定连接，下垫块8下端放置在称重机构上，使试样通过上垫块7和下垫块8放置于称重机构上，以便于对试样的质量进行实时监测。本实施例的上垫块7上端高于分隔板2，以便于对试样进行支撑。

本实施例中，所述上垫块7与下垫块8均为圆柱状，且下垫块8的直径大于上垫块7的直径，方便对试样进行支撑和称重。

本实施例中，所述上垫块7与过孔3之间留有间隙，方便进行称重；所述上垫块7上套设有挡水圈9，所述挡水圈9位于过孔3上方，以提高密封性能。

本实施例中，所述称重机构为高精度电子秤10，该高精度电子秤10与控制机构电连接，用于感量试样水分蒸发量度，以实时监测试样质量。

本实施例中，所述吹风机构包括固定在分隔板2倾斜段上的出风管11、设置在试验箱体1外的鼓风机12以及连接于鼓风机12与出风管11之的通风管13，所述出风管11面向试样的一侧沿纵向间隔设有若干出风孔11a，所述鼓风机12与控制机构电连接，吹风机构可根据干燥或加湿过程中的模拟工况的需要，进行开启或关闭，以模拟风速对试样水分蒸发的影响，提高试验精度。

本实施例中，所述增湿机构包括可沿横向伸缩的电动伸缩杆14和设置在电动伸缩杆14内用于对试样加湿的水管15，所述水管15一端设置有用于向试样喷淋水且可调节喷水量的喷头16，另一端伸出试验箱体1外与供水装置连接，用于对试样进行加湿，所述电动伸缩杆和喷头与控制机构电连接，可通过控制机构喷头16位置和喷水量；所述试验箱体上部空间1a的一侧壁上设有通风口17，所述通风口17与增湿机构位于同侧，且通风口17位于增湿机构下方，以保证试验箱体上部空间1a内空气流通。

本实施例中，所述干燥机构包括用于照射试样的高亮度照明灯18和用于安装高亮度照明灯18的安装架19，所述安装架19顶部固定于试验箱体的上部空间1a顶部，安装架19底部设置有用于控制高亮度照明灯18沿横向移动的滑动组件，所述滑动组件包括导轨20、可沿导轨20横向滑动的滑块(图中未示出)和用于控制滑块移动的电机(图中未示出)，所述高亮度照明灯18固定于滑块上，所述高亮度照明灯18和电机与控制机构电连接，本实施例的高亮度照明灯18可采用高亮度浴霸灯，其亮度可通过控制机构进行调节，通过调节高亮度照明灯18的亮度和高亮度照明灯18在导轨20上的位置，以模拟一天中不同时刻的光照情况。

本实施例中，所述控制机构包括控制面板21，所述控制面板21上设置有控制开关和自动控制器22，控制开关包括用于控制增湿机构开启或关闭的按键式开关I23、用于控制电动伸缩杆14工作的旋钮式开关I24、用于控制喷头16喷水量大小的旋钮式开关II25、用于控制干燥机构工作的按键式开关II26、用于控制高亮度照明灯18亮度的旋钮式开关III27、用于控制高亮度照明灯18移动位置的旋钮式开关IV28，自动控制器22用于根据高精度电子秤10传输的数据，控制干燥机构和增湿机构自动开启或关闭，同时控制电动伸缩杆14自动伸缩，实现自动化控制；所述试验箱体1背面设置有可开闭的箱门(图中未示出)，便于装入和取出试样。

本实用新型的工作原理为：

加湿过程中，试样会吸收喷头中的水份，并慢慢扩散，含水率逐渐升高；干燥过程中，试样会在灯光照耀下散失水份，质量逐渐减小。通过在自动控制器中设置增湿机构的质量目标值，当自动控制器感应到干燥时称量机构的数值不变，或加湿时称量机构达到预设值，此时自动控制器会发出指令控制增湿机构或者干燥机构关闭。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。