本實(shí)用新型涉及一種土壤試驗(yàn)裝置，特別涉及一種粗粒土凍脹試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
凍土是一種溫度低于0 ℃且含有冰的土巖。它是一種特殊土,其特殊性主要表現(xiàn)為土的性質(zhì)與溫度具有密切的關(guān)系。根據(jù)凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間不同,可把凍土劃分為三類,即瞬時(shí)凍土.、季節(jié)性凍土和多年凍土。瞬時(shí)凍土是指凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)幾個(gè)小時(shí)至半月的土;季節(jié)性凍土是指的凍結(jié)狀態(tài)保持半月至數(shù)月的土;多年凍土是凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)多年的土。多年凍土主要分布在俄羅斯、加拿大、中國(guó)和美國(guó)的阿拉斯加等地。我國(guó)多年凍土主要分布在青藏高原、帕米爾、東北大小興安嶺等地。季節(jié)性凍土遍布在不連續(xù)多年凍土外圍地區(qū),我國(guó)季節(jié)凍土面積為513.7xl04km2,約占全國(guó)國(guó)土面積的53.5%,主要分布于東北、華北、西北和內(nèi)蒙古等地,其中深季節(jié)凍土約占全國(guó)國(guó)土面積的三分之一。國(guó)內(nèi)外已有的大量工程實(shí)踐和研究結(jié)果表明,凍脹作用是季節(jié)凍土區(qū)各種工程產(chǎn)生凍害的重要原因,特別是對(duì)鐵路、公路等線性工程,季節(jié)性凍土的凍脹引起工程的破壞會(huì)更加劇烈,嚴(yán)重影響了鐵路、公路的安全運(yùn)營(yíng),帶來(lái)/巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)不良影響。
現(xiàn)行的《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》(TBI0102-2010)中進(jìn)行凍脹率試驗(yàn)的試驗(yàn)盒僅適用于原狀、擾動(dòng)粘性土和砂類土，適用范圍小，無(wú)法進(jìn)行細(xì)圓礫土A、B組填料等粗粒土的凍脹實(shí)驗(yàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種適用于粗粒土凍脹試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，利用裝置進(jìn)行細(xì)圓礫土A、B組填料的凍脹特性試驗(yàn)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、適用范圍等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
一種凍脹試驗(yàn)筒，包括帶有加熱功能的筒體，在筒體內(nèi)腔設(shè)有與筒體內(nèi)表面緊密接觸且可上下滑動(dòng)的導(dǎo)熱性良好的頂板，在頂板上設(shè)有冷凍液的循環(huán)進(jìn)出口Ⅰ以及單向流通孔道Ⅰ，在筒體底部設(shè)有導(dǎo)熱性良好的底板，底板內(nèi)部設(shè)有冷凍液的單向流通孔道Ⅱ,底板下部設(shè)有四個(gè)進(jìn)出口,其中兩個(gè)是冷凍液的循環(huán)進(jìn)出口Ⅱ,另外兩個(gè)分別為補(bǔ)水口以及補(bǔ)水排氣口，在筒體的頂部設(shè)有固定板，同定板內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形凹槽用以固定筒體的上部，在固定板上還設(shè)有四個(gè)螺栓孔，四個(gè)螺栓孔用以連接四個(gè)固定支撐，使固定板、固定支撐與底板形成一封閉框架抵抗凍脹試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的凍脹力，在底板下部還設(shè)有支座，在所述的固定板上通過(guò)螺栓桿還固定有位移支架。
本實(shí)用新型的有益效果：有效地解決了粗粒土的凍脹實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，不僅適用于原狀、擾動(dòng)粘性土和砂類土，還適用于粗粒土的凍脹特性的研究，具有更廣闊的推廣價(jià)值。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖；
1、筒體，2、頂板，3、底板，4、固定板，5、固定支撐，6、位移支架，7、循環(huán)進(jìn)出口Ⅰ，71、循環(huán)進(jìn)出口Ⅱ，8、補(bǔ)水排氣口，9、補(bǔ)水口，10、支座，11、把手。
具體實(shí)施方式
一種適用于粗粒土凍脹試驗(yàn)的裝置，以及利用裝置進(jìn)行細(xì)圓礫土A、B組填料的凍脹特性試驗(yàn)。本裝置包括帶有加熱功能的筒體（1），在筒體內(nèi)腔設(shè)有與筒體內(nèi)表面緊密接觸且可上下滑動(dòng)的導(dǎo)熱性良好的頂板（2），在頂板上設(shè)有冷凍液的循環(huán)進(jìn)出口Ⅰ（7）以及單向流通孔道Ⅰ，在筒體底部設(shè)有導(dǎo)熱性良好的底板（3），底板內(nèi)部設(shè)有冷凍液的單向流通孔道Ⅱ,底板下部設(shè)有四個(gè)進(jìn)出口,其中兩個(gè)是冷凍液的循環(huán)進(jìn)出口Ⅱ（71）,另外兩個(gè)分別為補(bǔ)水口（9）以及補(bǔ)水排氣口（8），在筒體的頂部設(shè)有固定板（4），同定板內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形凹槽用以固定筒體的上部，在固定板上還設(shè)有四個(gè)螺栓孔，四個(gè)螺栓孔用以連接四個(gè)固定支撐（5），使固定板、固定支撐與底板形成一封閉框架抵抗凍脹試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的凍脹力，在底板下部還設(shè)有支座（10），在所述的固定板上通過(guò)螺栓桿還固定有位移支架（6）。
所述的筒體為有機(jī)玻璃材質(zhì), 筒體的內(nèi)徑為200 mm,高度為300 mm,壁厚為20mm，在有機(jī)玻璃的筒體的邊壁上,自底部向上160 mm范圍內(nèi)每隔2 cm設(shè)置一個(gè)熱敏電阻傳感器插入孔,用于安放熱敏電阻傳感器。
所述的頂板由輕質(zhì)高強(qiáng)并且導(dǎo)熱性能良好的合金材料制成,其形狀為直徑198 mm、高度40 mm的圓柱體，在頂板的上部正中部位設(shè)有凸起的下凹圓槽,用以安置把手(11)，方便在試驗(yàn)過(guò)程中放入或取出頂板。為了保證冷凍液在頂板內(nèi)部的循環(huán)制冷,在頂板內(nèi)部設(shè)有單向流通孔道Ⅰ。
所述的底板由輕質(zhì)高強(qiáng)并且導(dǎo)熱性能良好的合金材料制成，其直徑為280 mm,高度為40 mm。底板內(nèi)部設(shè)有單向流通孔道Ⅱ，保證冷凍液的循環(huán)。
所述的固定板采用普通鋼材制作,其內(nèi)徑為200mm,外徑為280mm,厚度為7 mm。
所述的固定支撐為固定螺桿，固定螺桿螺桿和支座的直徑均為1cm。固定螺桿具有足夠的強(qiáng)度來(lái)保證固定板和試驗(yàn)筒的底板之間不產(chǎn)生相對(duì)位移,支座能夠支撐整個(gè)試驗(yàn)筒和土樣的總重量。
所述的頂板與筒體內(nèi)表面之間的過(guò)盈量為0.3～0.5mm。
所述位移支架是由寬度為30 mm、厚度為3 mm的鋼板條加工而成，位移支架具有足夠的剛度來(lái)抵抗外界因素的干擾，避免了位移支架變形。同時(shí), 位移支架通過(guò)螺栓桿固定在試驗(yàn)筒的固定板上，保證支架和凍脹試驗(yàn)筒成為整體，這樣也可避免外界因素對(duì)凍脹變形量測(cè)的干擾，減小了試驗(yàn)誤差。