一种冻土路基试验直观装置的制作方法

本实用新型属于冻土研究领域，具体涉及一种冻土路基试验直观装置。

背景技术：

冻土对路基稳定产生影响的主要是冻融作用，冻土的冻胀、融沉现象的本质是冻土多孔介质中土骨架、冰晶体、未冻水与空气这四相物质在温度、水头、外压与变形等外界因素作用下的相互运动、迁移、扩散与相变。

试验手段是冻土道路稳定性研究的一种重要方法，一般主要包括野外现场试验和室内试验。野外现场试验虽然与实际条件最为接近，但是试验周期过长，耗力耗时，成本较高。因此，在室内按一定尺度缩小的模型试验有一定的优势，具体体现在可以大幅缩短试验周期，在较短时间内得到与实际接近的试验结果，所以成为冻土研究者常用的重要研究手段。

目前能进行冻土室内试验的模型试验装置相对较少。中国专利200720149107.8模拟道路土基或基层结构局部不均匀变形的试验箱仅能模拟道路土基或基层结构的冻胀、融沉和不均匀沉降等现象，而不能模拟冻土路基经受冻融循环作用下的温度分布和荷载作用下的应力分布。中国专利200910072103.8冻土力学模型试验装置能够实现单向和双向冻结条件，实现冻结过程中水分迁移的水分补给，提供模型试验加载破坏的荷载，监测冻土的温度场和应力场以及冻胀和融沉变形等。中国专利CN201110373555.7涉及一种步入式多功能冻土路基模型试验箱，能同时完成多项试验的试验条件的模拟，使试验效率大大提高，并实现一些较为复杂的试验。以上方法和装置只是对外界条件进行补充，但是对于直观现象的研究却很少涉及，而能够直观且清晰的记录冻土的宏观变化，对我们揭示其原理也是至关重要的。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种冻土路基试验直观装置，能够直观且清楚的记录冻土路基的宏观变化，操作更简单、现象更直观明显。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种冻土路基试验直观装置，包括密封的可程式环境调控室，在该可程式环境调控室内从下至上依次设有碎石层、地基层和路基层，在碎石层、地基层和路基层内镶嵌有无顶底面的长方体状保温层，在所述保温层正中央设有中空的观察箱体，所述观察箱体穿过路基层和地基层，位于碎石层之上，在观察箱体内设有高清摄像机和数个LED灯，所述LED灯连接有LED灯控制盒。

进一步的，所述可程式环境调控室长5m、宽4m、高3m，包括设有门和观察窗的墙体，在墙体外部设置连接有控制系统的制冷机组。

进一步的，所述路基层顶部宽度为90cm，高为50cm，边坡坡度1:1.5，总长度为170cm,碎石层和地基层宽度280cm，地基层高10cm，而碎石层高15cm。

进一步的，所述保温层包括起到支撑作用的钢板，在钢板内侧紧贴钢板依次设有STP保温板、橡塑棉保温板和土工布。

进一步的，所述观察箱体由钢化玻璃材质制成，还连接有防止观察箱体内壁出现水雾的吹气管线。

进一步的，所述高清摄像机能够360度全景水平视角和90度垂直视角观测冻土路基宏观变化，并与移动设备采用无线连接，进行远程监测和控制。

本实用新型的有益效果：

本实用新型利用可程式环境调控设备提供所需的试验环境，通过设置高清摄像机能够直观且清楚的记录冻土路基的宏观变化现象，操作简单、现象更直观明显，克服了人工在寒冷环境下观测的不足。

本实用新型各结构部件采用的尺寸，不是现有普通试验技术缩小多倍的微型装置，而更接近现场实际，模拟冻土层的实际变化状况更加准确。

附图说明

图1为本实用新型装置结构剖面图。

图2为图1中的可程式环境调控室结构示意图。

图中：1.可程式环境调控室、2.LED灯控制盒、3.观察箱体、4.LED灯、5.保温层、6.地基层、7.路基层、8.碎石层、9.高清摄像机、10.墙体、11.观察窗、12.门、13.制冷机组、14.控制系统。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步说明。

实施例

如图1所示，一种冻土路基试验直观装置，包括密封的可程式环境调控室1，在该可程式环境调控室1内从下至上依次设有碎石层8、地基层7和路基层6，所述路基层6顶部宽度为90cm，高为50cm，边坡坡度1:1.5，总长度为170cm，碎石层8和地基层7宽度280cm，地基层高10cm，而碎石层高15cm，用以模拟地下水环境。

如图2所示，所述可程式环境调控室1包括设有门12和观察窗11的墙体10，在墙体10外部设置连接有控制系统14的制冷机组13，调控室长5m、宽4m、高3m，所述控制系统可以编辑程序温度控制制冷机组对调控室提供环境温度。

在碎石层8、地基层7和路基层6内镶嵌有无顶底面的长方体状保温层5，所述保温层5包括起到支撑作用的钢板，所述钢板厚5mm，在钢板内侧紧贴钢板依次设有STP保温板、橡塑棉保温板和土工布。

在所述保温层5正中央设有长0.3m、宽0.3m、高0.4m的中空的观察箱体3，所述观察箱体3由钢化玻璃材质制成，还连接有防止观察箱体3内壁出现水雾的吹气管线，气源可由制冷机组13提供；所述观察箱体3穿过路基层6和地基层7，位于碎石层8之上，在观察箱体3内设有高清摄像机9和数个LED灯4，所述LED灯4连接有LED灯控制盒2，LED灯4为可调节亮度的灯泡，分设在观察箱体38个顶点处，埋入路基前通过大量实验验证了可通过LED灯控制盒随意调节箱体内亮度，确保埋入路基后正常工作。所述高清摄像机9能够360度全景水平视角和90度垂直视角观测冻土路基宏观变化，并与移动设备采用无线连接，进行远程监测和控制，可随时提取画面变化记录，该设备还具有录像和图片放大功能。