一种测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置

本技术涉及土壤试验，特别是指一种测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置。

背景技术：

1、基质吸力反映了土体的持水能力，是非饱和土的重要性质之一。土体的物理力学特性如水理特性、渗透特性及抗剪强度均与土体基质吸力相关。在岩土工程中，如边坡稳定性分析、地基承载能力分析和非饱和土水分迁移研究中，均需要考虑土体的基质吸力。现有的非饱和土基质吸力通常在室温下测得。在工程实际中，环境温度一直处于变化状态，导致土体的温度也随之变化。特别是在我国西北地区，夏季温度较高，土体温度与常温差别较大。相应地，高温状态下的非饱和土基质吸力与常温条件下有较大差别。因此，未考虑温度效应的土体基质吸力存在一定的局限性，在分析实际工程问题时，需要将温度对基质吸力的影响考虑在内，获得不同温度下的基质吸力。但是受测量手段的影响，目前测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置较少。

2、公开日为2019.01.04公开号为cn 109142082 a的中国发明专利公开了一种非饱和土高温高压高吸力三轴仪及制样模具，包括：台架和压力室、加载活塞和轴向荷载传感器及位移传感器、轴向荷载与轴向变形速率控制/数据采集处理系统、水电气控制柜和具有特殊构造的温控箱。但是该专利的结构复杂、成本高，操作过程繁琐。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，解决了现有技术中的高温非饱和土基质吸力的试验装置结构复杂的问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，包括壳体、设置在壳体内的土样腔、设置在土样腔侧面的加热通道和设置在加热通道上端且与加热通道相通的流体介质腔，壳体内设有用于加热流体介质的加热器；土样腔内设有水势传感器，水势传感器连接有数据采集系统。

4、进一步地，所述加热通道与流体介质腔之间设有隔板，隔板上设有阀门。

5、进一步地，所述土样腔的左右两侧设有所述的加热通道，土样腔与加热通道之间设有玻璃纤维隔板。

6、进一步地，所述土样腔的上下侧和/或前后侧设有真空隔热板。

7、进一步地，所述土样腔的侧面的真空隔热板上设有用于插入水势传感器的插线孔。

8、进一步地，所述土样腔下侧的真空隔热板与壳体活动连接。

9、进一步地，所述土样腔下侧的真空隔热板上设有用于与壳体螺接的螺栓。

10、进一步地，所述加热器包括设置在流体介质腔内的电热丝。

11、进一步地，所述流体介质腔设有温度传感器，壳体上设有与电热丝连接的控制器和与温度传感器以及控制器连接的温度显示屏。

12、进一步地，所述流体介质为加热硅油。

13、本实用新型的有益效果：本实用新型通过将加热通道设置在土样腔的两侧，不仅可加热，还使得流体介质可反复利用；通过流体介质腔与加热通道上下设置的位置，使流体介质在加热至设定温度后可在自身重力作用下顺利的流入加热通道对土样加热，提高对土样加热的均匀度；通过底板与壳体可拆卸连接，即便于倒置壳体进行盛装土样又便于正置壳体进行倒出，操作便捷；且该装置结构简单，操作方便，提升试验效率，节约成本。

技术特征：

1.一种测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：包括壳体、设置在壳体内的土样腔（10）、设置在土样腔（10）侧面的加热通道（5）和设置在加热通道（5）上端且与加热通道（5）相通或断开的流体介质腔（2），壳体内设有用于加热流体介质的加热器；土样腔（10）内设有水势传感器（8），水势传感器（8）连接有数据采集系统（9）。

2.根据权利要求1所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述加热通道（5）与流体介质腔（2）之间设有隔板，隔板上设有阀门（4）。

3.根据权利要求1或2所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述土样腔（10）的左右两侧设有所述的加热通道（5），土样腔（10）与加热通道（5）之间设有玻璃纤维隔板（6）。

4.根据权利要求3所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述土样腔（10）的上下侧和/或前后侧设有真空隔热板。

5.根据权利要求4所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述土样腔（10）的侧面的真空隔热板上设有用于插入水势传感器（8）的插线孔。

6.根据权利要求4或5所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述土样腔（10）下侧的真空隔热板与壳体活动连接。

7.根据权利要求6所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述土样腔（10）下侧的真空隔热板上设有用于与壳体螺接的螺栓。

8.根据权利要求1或2或4或5或7所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述加热器包括设置在流体介质腔（2）内的电热丝（1）。

9.根据权利要求8所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述流体介质腔（2）设有温度传感器，壳体上设有与电热丝（1）连接的控制器和与温度传感器以及控制器连接的温度显示屏。

10.根据权利要求1或2或4或5或7或9所述的测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，其特征在于：所述流体介质为加热硅油。

技术总结
本技术公开了一种测量高温环境下非饱和土基质吸力的试验装置，包括壳体、设置在壳体内的土样腔、设置在土样腔侧面的加热通道和设置在加热通道上端且与加热通道相通的流体介质腔，壳体内设有用于加热流体介质的加热器；土样腔内设有水势传感器，水势传感器连接有数据采集系统。本技术通过将加热通道设置在土样腔的两侧，不仅可加热，还使得流体介质可反复利用；通过流体介质腔与加热通道上下设置的位置，使流体介质在加热至设定温度后流入加热通道对土样加热，提高对土样加热的均匀度；通过底板与壳体可拆卸连接，即便于倒置壳体进行盛装土样又便于正置壳体进行倒出，操作便捷；且该装置结构简单，操作方便，提升试验效率，节约成本。

技术研发人员：刘飞飞,李扬,周洋,许铖,尹波,周旭阳,宋铭
受保护的技术使用者：河南工业大学
技术研发日：20230113
技术公布日：2024/1/12