本实用新型属于岩土测量技术领域，具体涉及一种冻融土体性质监测装置。
背景技术：
冻土是由土颗粒、未冻水、冰晶以及气体组成的多相介质，随着温度的变化，未冻水和冰晶之间会发生持续的相位变化。在寒区铁路路基中，由于土中水分相位的变化，路基填土会产生冻胀融沉，反复冻融容易造成路基病害。因此，找出土体冻胀融沉的规律，是解决冻土路基病害的关键所在。
现有针对土体冻胀融沉现象的室内试验研究，所采用的装置，大多为传统有机玻璃筒，并在筒外裹上保温棉以防止外界温度干扰试验。这种装置和方法操作不便，可视性差，且不能有效隔绝外界温度，试验结果会产生较大误差。
技术实现要素：
本实用新型实施例的目的在于提供一种冻融土体性质监测装置，以解决现有监测装置可视性差、操作不便捷、误差较大的技术问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种冻融土体性质监测装置，包括：
双层中空有机玻璃筒，下端与底座限位并密封，上端设有顶盘，所述底座和顶盘内分别设有与冷浴系统连通的循环管，所述双层中空有机玻璃筒的筒壁上预留探头通道；
支架，设有环绕所述双层中空有机玻璃筒的限位环板，所述底座通过连接杆与所述限位环板连接；
马氏瓶，与所述双层中空有机玻璃筒连通。
进一步地，所述底座包括：
下底板，上表面设有限位槽；
上底板，设置在所述下底板的上表面，并与所述下底板连接；
循环管，设置在所述限位槽内，两端头穿出所述下底板的侧面或底面并与所述冷浴系统连通。
本实用新型实施例与现有技术相比产生的有益效果在于：采用双层中空有机玻璃筒和配套的底座作为土体填装桶，保温效果好，表面无需要裹上保温棉，操作便捷，而且实现可视化，可完全取代传统试样筒进行所有冻胀试验及冻土相关试验；将底板与支架连接，限位牢靠，操作便捷。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的冻融土体性质监测装置的主视示意图；
图2为图1中双层中空有机玻璃筒的剖面结构示意图；
图3为图1的俯视结构示意图；
图4为图1中下底板的俯视结构示意图。
附图标号：
10-双层中空有机玻璃筒 101-水分传感器探头通道
102-温度传感器探头通道 11-限位环板
12-底座 121-上底板
122-下底板 123-连接管通孔
124-连接杆通孔 125-限位槽
13-马氏瓶 14-连接杆
15-下冷浴系统 16-上冷浴系统
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例将传统的试样筒改为双层中空有机玻璃筒，保温效果好，土体冻融过程可视。
请一并参阅图1和图2，现对本实用新型实施例提供的冻融土体性质监测装置进行说明。所述冻融土体性质监测装置包括：
双层中空有机玻璃筒10，下端与底座12限位并密封，上端设有顶盘，所述底座12和顶盘内分别设有与冷浴系统连通的循环管，所述双层中空有机玻璃筒10的筒壁上预留探头通道；
支架，设有环绕所述双层中空有机玻璃筒10的限位环板11，并通过连接杆14与所述底座12连接；
马氏瓶13，与所述双层中空有机玻璃筒10连通。
采用双层中空有机玻璃筒10有利于土体温度的控制，使其不受外界温度的干扰，温度传感器探测的温度真实反映土体的温度；不用包裹保温棉，实现冻融过程可视化。
本实施例通过冷浴系统调节土体温度，模拟土体的冻融过程，双层中空有机玻璃10减少外界温度对土体温度干扰，而且还可实现试验过程可视化，该装置结构简单，操作便捷，定位可靠，能够真实地反映实际土体的冻融参数。
进一步地，所述双层中空有机玻璃筒10为其透光率至少达到96％，在双层中空有机玻璃筒10的内壁贴有一次性钢化薄膜，以保护筒体内壁。
进一步地，所述探头通道设置2个以上，用于设置水分传感器和温度传感器。可选的，所述探头通道包括温度传感器通道102和水分传感器通道101，所述水分传感器通道101的横截面为长方形。设置的传感器可分别采集土体的水分含量和温度。
进一步地，所述探头通道平行于所述双层中空有机玻璃筒10的轴向均布在所述筒壁上。参见图2，温度传感器通道102平行于所述双层中空有机玻璃筒 10的轴向分层排布，以采集土体的温度场分布，同理水分传感器通道101平行于所述双层中空有机玻璃筒10的轴向均布在所述筒壁上。分层排布的温度传感器，测得土体的温度场。
进一步地，参见图3-图4，所述底座12包括下底板122和上底板121，所述下底板的上表面设有限位槽125；所述上底板121设置在所述下底板122的上表面，并与所述下底板122连接；还包括循环管，设置在所述限位槽125内，两端头穿出所述下底板122的侧面或底面并与下冷浴系统15连通。
本实施例中，所述上底板121和下底板122通过螺钉连接，这样可以将循环管限位。所述上底板121优选热导率较高的材质。在其他实施例中，所述上、下底板还可以通过粘接形成一个内设有循环管的底座。所述上底板121和下底板122的连接面上还可以设置密封环槽。上底板121和下底板122还设有对应的连接杆通孔124，用于穿过连接杆14，以限位双层中空有机玻璃筒10，并定位底座。所述底座上设有均布透水孔的铜板。
本实施例中，所述连接杆14为螺杆，可方便双层中空有机玻璃筒10的拆卸，以便于不同土体更换。
上底板121的上表面设置定位凸台，具体使用时，将双层中空有机玻璃筒 10套在定位凸台上，两者之间设置密封胶圈，然后将底座借助连接杆14等连接件定位到限位环板11上，并借助具有固定端的支架限位，所述支架可以是与地面固定的框架。
所述顶盘的结构与底座12结构相同，使用时直接盖在双层中空有机玻璃筒 10上即可，其结构在此不再赘述。顶盘中设定的循环管与上冷浴系统16连通。所述上、下冷浴系统均为现有技术。通过上冷浴系统16和下冷浴系统15可有效控制土体的温度场分布，真实模拟土体冻融过程。
进一步地还包括连接管，用于连通马氏瓶13与双层中空有机玻璃筒10；所述上、下底板设有对应的连接管通孔123；所述连接管一端与所述马氏瓶13 连通，另一端穿过所述连接管通孔123与所述双层中空有机玻璃筒10连通。
采用本实施例具体工作时，首先，将并将双层中空有机玻璃筒10限位，并通过连接杆14将底座定位至所述限位环板11上；然后将土体分层填装至所述双层中空有机玻璃筒10内，并将各传感器安装到位，顶盘盖在所述中空有机玻璃筒10上；再按照实验要求调节冷浴温度。
综上所述，本实用新型实施例采用双层中空有机玻璃筒10和配套的底座 12和顶盘作为土体填装桶，实现冻融过程可视化，通过上、下冷浴系统模拟不同温度下土体冻融现象，为真实模拟和监测土体性质提供了保障。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。