本發(fā)明涉及一種土體試驗(yàn)裝置，具體是一種溫控模型試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)沿海地區(qū)（例如地處東南沿海的寧波市）以及許多內(nèi)陸城市的地下廣泛分布著深厚的軟土層。軟土的突出特點(diǎn)是壓縮性大、滲透性低，由此引發(fā)的長(zhǎng)期沉降問(wèn)題是理論界與工程界均十分關(guān)注且富有挑戰(zhàn)性的課題。溫度是自然界中的一個(gè)基本物理量，研究不同溫度下材料的物理力學(xué)特性是當(dāng)今材料學(xué)科的一個(gè)重要研究方向，溫度荷載對(duì)軟土和軟土地基力學(xué)特性的影響也已成為近年來(lái)巖土工程領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。因此，研究加熱后的軟土特性和軟土地基壓縮特性變得尤為重要。

通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外已有文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)土工試驗(yàn)儀可完成對(duì)土樣的溫控及加熱，其加熱方式主要有以下三種。

（1）壓力室置于恒溫箱（室）內(nèi)的加熱模式。該加熱模式不需要對(duì)常規(guī)試驗(yàn)裝置改進(jìn)，而是通過(guò)將試驗(yàn)儀置于一個(gè)高溫環(huán)境下以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)溫度要求。盡管這種加熱模式省去了儀器研制過(guò)程，但需建立溫控實(shí)驗(yàn)室，而建立溫控實(shí)驗(yàn)室的費(fèi)用較高，試驗(yàn)環(huán)境較差，對(duì)儀器各元件耐高溫要求高。

（2）壓力室內(nèi)加熱模式。這種加熱模式采用加熱線圈、加熱管、加熱棒、加熱板對(duì)流體直接加熱，可以較好地達(dá)到試驗(yàn)溫度要求，但在高圍壓下不易對(duì)壓力室液體均勻加熱，易導(dǎo)致土樣溫度不均。

（3）壓力室外加熱模式。在壓力室外纏繞線圈，通過(guò)加熱線圈對(duì)壓力室內(nèi)的流體加熱。例如，由于需要通過(guò)外罩傳熱，使壓力室內(nèi)液體的溫度升高，但是土樣達(dá)到目標(biāo)溫度所需時(shí)間較長(zhǎng)。

需要說(shuō)明的是，傳統(tǒng)的軟土固結(jié)儀和近些年來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的溫控軟土固結(jié)儀，只能研究單元體土樣在室溫和一定溫度下的固結(jié)壓縮特性。在實(shí)際的狀態(tài)下，地基土體尺寸大，溫度多變；在不同尺寸和不同的溫度條件下，軟土和軟土地基很有可能呈現(xiàn)出不同的性質(zhì)，而已有的軟土固結(jié)儀無(wú)法模擬軟土地基在不同溫度條件下的真實(shí)壓縮特性。

cn104502562a公開(kāi)了一種豎井排水固結(jié)軟基處理模型試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，特點(diǎn)是模型試驗(yàn)箱的箱體內(nèi)設(shè)置排水豎井，箱體與豎井之間填筑有軟土地基，軟土地基內(nèi)設(shè)置有孔壓-溫度一體式傳感器，軟土地基上設(shè)有水平砂墊層、鋼板和沉降計(jì)，傳力桿固定設(shè)置在鋼板上，千斤頂下端與傳力桿連接且其上端與加載杠桿活動(dòng)連接，加載杠桿一端與反力架鉸接且其另一端設(shè)置有掛鉤，其試驗(yàn)方法是將先把pvc管及u型導(dǎo)熱管固定于模型試驗(yàn)箱內(nèi)，填筑軟粘土，埋設(shè)孔壓、溫度傳感器，開(kāi)啟電腦式水循環(huán)加熱器，利用u型導(dǎo)熱管內(nèi)熱水對(duì)土樣行加熱并分級(jí)加載，測(cè)定試驗(yàn)過(guò)程中的溫度、孔隙水壓力和地表沉降數(shù)據(jù)，優(yōu)點(diǎn)是能合理、可靠的分析豎井地基的溫度、孔壓、沉降的發(fā)展變化規(guī)律。該試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法雖然考慮溫度變化、土體尺寸等因素，但其采用的u型管加熱方式無(wú)法提供大面積均勻加熱，達(dá)不到土體均勻受熱的目的，從而對(duì)土體加熱后的性質(zhì)無(wú)法進(jìn)行全面、深入了解。另外，在軟土地基土中插入一個(gè)金屬管，對(duì)地基本身的固結(jié)壓縮特性會(huì)產(chǎn)生影響，因此無(wú)法全面、深入、可靠地了解軟土地基在耦合溫度后的固結(jié)壓縮特性。由此，研發(fā)一款操作簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、干擾因素小、能使土體在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到均勻受熱目的的溫控模型試驗(yàn)裝置變得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種溫控模型試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便，考慮了土體溫度變化、地基模型尺寸等因素，其排水方式可控，通過(guò)該試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)地基模型的分段、分級(jí)、線性加溫及降溫，精確控制加熱桶內(nèi)軟土地基的溫度，保持溫度穩(wěn)定，還可以完成特定溫度下及不同溫度下的土樣固結(jié)試驗(yàn)，真實(shí)模擬土體在外加熱源下的特性，合理、可靠的分析軟土地基的溫度、孔壓、沉降的發(fā)展變化規(guī)律。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種溫控模型試驗(yàn)裝置，包括加熱機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，所述的加熱機(jī)構(gòu)包括金屬制成的加熱桶、水循環(huán)加熱器和蓋板，所述的加熱桶的周壁上設(shè)置有密閉的環(huán)形加熱腔，所述的加熱桶的周壁上分別開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述的進(jìn)水口與所述的水循環(huán)加熱器的出水端相連通，所述的出水口與所述的水循環(huán)加熱器的進(jìn)水端相連通，所述的加熱桶用于填裝軟土，所述的加熱桶內(nèi)填裝軟土后，在所述的軟土上鋪設(shè)通水或隔水的過(guò)渡層，在所述的過(guò)渡層上放置所述的蓋板，所述的蓋板上開(kāi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)水孔，所述的加壓機(jī)構(gòu)位于所述的蓋板的正上方。

本發(fā)明溫控模型試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便。使用時(shí)，在加熱桶內(nèi)填裝軟土，并在軟土上鋪設(shè)過(guò)渡層，再在過(guò)渡層上放置蓋板，建立軟土地基模型，然后經(jīng)水循環(huán)加熱器向加熱桶上的環(huán)形加熱腔內(nèi)通入熱水，且熱水的溫度可控，通過(guò)熱水加熱軟土，最后通過(guò)加壓機(jī)構(gòu)對(duì)蓋板加壓，檢測(cè)特定溫度下土樣的性能，或者通過(guò)水循環(huán)加熱器調(diào)節(jié)水溫，檢測(cè)不同溫度下土樣的性能。該溫控模型試驗(yàn)裝置的排水方式可控，可通過(guò)加熱桶的尺寸設(shè)計(jì)獲得各種尺寸的地基模型。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，在加熱桶內(nèi)填裝軟土后，可在軟土上鋪設(shè)通水或隔水的過(guò)渡層，以進(jìn)行橫向單面排水或不排水條件下的試驗(yàn)。

本發(fā)明溫控模型試驗(yàn)裝置，通過(guò)在加熱桶的周壁上設(shè)置的環(huán)形加熱腔對(duì)地基模型加熱，能夠使地基模型均勻受熱，且加熱桶的桶壁面積大，因此熱源面積大，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)地基模型的全方位、快速、均勻加熱。加熱地基模型時(shí)，熱源在地基模型外側(cè)，未直接接觸土體，不會(huì)對(duì)土體造成擾動(dòng)，能夠有效減小外界因素對(duì)土體的影響，提高試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。該溫控模型試驗(yàn)裝置的加熱機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)地基模型的分段、分級(jí)、線性加溫及降溫，精確控制加熱桶內(nèi)軟土地基的溫度，保持溫度穩(wěn)定。通過(guò)本發(fā)明溫控模型試驗(yàn)裝置可以完成特定溫度下及不同溫度下的土樣固結(jié)試驗(yàn)，真實(shí)模擬土體在外加熱源下的特性，合理、可靠的分析軟土地基的溫度、孔壓、沉降的發(fā)展變化規(guī)律，為軟基處理熱排水固結(jié)法在工程中的應(yīng)用設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)參數(shù)，并揭示工程應(yīng)用中熱排水固結(jié)軟基處理的作用機(jī)理以及地基的加固效果。

所述的加熱桶包括內(nèi)桶和設(shè)置在內(nèi)桶外側(cè)的外桶，所述的內(nèi)桶和所述的外桶均上部開(kāi)口，所述的內(nèi)桶的外側(cè)面和所述的外桶的內(nèi)側(cè)面即圍成所述的環(huán)形加熱腔，所述的環(huán)形空腔的上端由一環(huán)形密封板密封，所述的進(jìn)水口和所述的出水口分別開(kāi)設(shè)在所述的環(huán)形密封板的兩側(cè)。內(nèi)桶和外桶構(gòu)成的加熱桶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工成型，便于批量化生產(chǎn)。

所述的外桶的外側(cè)設(shè)置有上部開(kāi)口的桶狀保溫層。該桶狀保溫層可以采用現(xiàn)有保溫材料，例如包裹有錫紙的厚海綿保溫材料、巖棉保溫材料、玻璃棉保溫材料等各種隔熱保溫材料。

所述的內(nèi)桶的底壁與所述的外桶的底壁之間具有間隙，所述的環(huán)形加熱腔與所述的間隙相導(dǎo)通，所述的外桶的側(cè)壁的下部開(kāi)設(shè)有排水口，所述的排水口處安裝有排水龍頭。間隙的設(shè)置，便于從底部加熱地基模型，進(jìn)一步增大熱源面積，提高加熱效果，使地基模型受熱更均勻。排水龍頭便于將試驗(yàn)結(jié)束后環(huán)形加熱腔內(nèi)殘留的水及時(shí)排出加熱桶。

所述的間隙內(nèi)裝設(shè)有導(dǎo)水板，所述的導(dǎo)水板的厚度與所述的間隙的高度相同，所述的導(dǎo)水板的下部開(kāi)設(shè)有若干左右導(dǎo)通的第一通水槽和若干前后導(dǎo)通的第二通水槽，若干所述的第一通水槽和若干所述的第二通水槽橫縱交錯(cuò)并相互貫通。因填裝軟土后的加熱桶重量較大，導(dǎo)水板起進(jìn)一步支撐內(nèi)桶的作用，以保證加熱桶底部的穩(wěn)定，確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，橫縱交錯(cuò)并相互貫通的若干第一通水槽和若干第二通水槽的設(shè)置，保證水流在內(nèi)桶周壁及底部的正常、有效流通，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)桶周圍及底部的全方位加熱。

所述的內(nèi)桶的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有多個(gè)溫度壓力傳感器，所述的內(nèi)桶的底部間隔安裝有多個(gè)所述的溫度壓力傳感器，所述的軟土內(nèi)間隔埋設(shè)有多個(gè)所述的溫度壓力傳感器，所述的蓋板的兩側(cè)分別安裝有沉降計(jì)。通過(guò)在內(nèi)桶的內(nèi)腔的不同部位安裝溫度壓力傳感器，可以對(duì)土樣不同部位的溫度及孔壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過(guò)分別記錄蓋板兩側(cè)的沉降計(jì)的沉降數(shù)據(jù)，以便更好地獲知溫度、孔壓、沉降的發(fā)展變化規(guī)律，為工程應(yīng)用中的熱排水固結(jié)軟基處理提供依據(jù)。

所述的過(guò)渡層為砂墊層；或者，所述的過(guò)渡層由防水的塑料層和鋪設(shè)在該塑料層上的砂墊層構(gòu)成，所述的塑料層的四周設(shè)置有密封圈，所述的密封圈設(shè)置在所述的塑料層與所述的內(nèi)桶的內(nèi)壁的銜接處。進(jìn)行橫向單面排水條件下的試驗(yàn)時(shí)，在軟土上直接鋪設(shè)砂墊層，并在砂墊層上放置蓋板，此時(shí)蓋板的作用是充當(dāng)排水通道并使土體均勻受壓，試驗(yàn)過(guò)程中軟土中的水可以迅速有效地從地基模型中向上排出。進(jìn)行不排水條件下的試驗(yàn)時(shí)，首先在軟土上鋪設(shè)防水的塑料層，并在塑料層與內(nèi)桶的內(nèi)壁的銜接處加裝密封圈，再在該塑料層上先鋪設(shè)砂墊層再放置蓋板，此時(shí)蓋板的作用是使土體均勻受壓。塑料層和密封圈應(yīng)能夠承受0～80℃的高溫。砂墊層具有兩方面的作用，一方面是排水，另一方面是使土體受力均勻。

所述的加壓機(jī)構(gòu)包括反力架、杠桿、千斤頂和傳力架，所述的反力架安裝在所述的加熱桶的一側(cè)，所述的杠桿的一端與所述的反力架經(jīng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述的杠桿的另一端安裝有用于加載砝碼的掛鉤，所述的杠桿與所述的千斤頂?shù)纳隙私?jīng)半球形鉸支座活動(dòng)連接，所述的千斤頂?shù)南露伺c所述的傳力架相連，所述的傳力架位于所述的蓋板的正上方。通過(guò)上述加壓機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土體的穩(wěn)定施壓。

所述的掛鉤上懸設(shè)有用于放置砝碼的砝碼掛盤。

所述的加熱桶置于一底板上，所述的底板固定在地面上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明公開(kāi)的溫控模型試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便，考慮了土體溫度變化、地基模型尺寸等因素，其通過(guò)在加熱桶的周壁上設(shè)置的環(huán)形加熱腔對(duì)地基模型加熱，能夠使地基模型均勻受熱，且加熱桶的桶壁面積大，因此熱源面積大，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)地基模型的全方位、快速、均勻加熱，且其排水方式可控。通過(guò)本發(fā)明溫控模型試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)地基模型的分段、分級(jí)、線性加溫及降溫，精確控制加熱桶內(nèi)軟土地基的溫度，保持溫度穩(wěn)定，還可以完成特定溫度下及不同溫度下的土樣固結(jié)試驗(yàn)，真實(shí)模擬土體在外加熱源下的特性，合理、可靠的分析軟土地基的溫度、孔壓、沉降的發(fā)展變化規(guī)律，為軟基處理熱排水固結(jié)法在工程中的應(yīng)用設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)參數(shù)，并揭示工程應(yīng)用中熱排水固結(jié)軟基處理的作用機(jī)理以及地基的加固效果。

附圖說(shuō)明

圖1為不排水條件下實(shí)施例中溫控模型試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a處放大圖；

圖3為實(shí)施例中加熱桶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例中蓋板的外觀圖；

圖5為實(shí)施例中導(dǎo)水板的仰視圖；

圖6為橫向單面排水條件下，加熱桶內(nèi)的軟土地基模型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為不排水條件下，加熱桶內(nèi)的軟土地基模型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例一的溫控模型試驗(yàn)裝置，如圖所示，包括加熱機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)包括金屬制成的加熱桶1、水循環(huán)加熱器2和蓋板3，加熱桶1的周壁上設(shè)置有密閉的環(huán)形加熱腔13，加熱桶1的周壁上分別開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口14和出水口15，進(jìn)水口14經(jīng)軟管16與水循環(huán)加熱器2的出水端相連通，出水口15經(jīng)軟管16與水循環(huán)加熱器2的進(jìn)水端相連通，加熱桶1用于填裝軟土4，加熱桶1內(nèi)填裝軟土4后，在軟土4上鋪設(shè)過(guò)渡層5，在過(guò)渡層5上放置蓋板3，蓋板3上開(kāi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)水孔31，加壓機(jī)構(gòu)位于蓋板3的正上方。

實(shí)施例一中，加熱桶1包括內(nèi)桶11和設(shè)置在內(nèi)桶11外側(cè)的外桶12，內(nèi)桶11和外桶12均上部開(kāi)口，內(nèi)桶11的外側(cè)面和外桶12的內(nèi)側(cè)面即圍成環(huán)形加熱腔13，環(huán)形加熱腔13的上端由一環(huán)形密封板17密封，環(huán)形密封板17的外側(cè)焊接在外桶12上，環(huán)形密封板17的內(nèi)側(cè)焊接在內(nèi)桶11上，進(jìn)水口14和出水口15分別開(kāi)設(shè)在環(huán)形密封板17的兩側(cè)。外桶12的外側(cè)設(shè)置有上部開(kāi)口的桶狀保溫層18。

實(shí)施例二的溫控模型試驗(yàn)裝置，如圖所示，包括加熱機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)包括金屬制成的加熱桶1、水循環(huán)加熱器2和蓋板3，加熱桶1置于一底板19上，底板19固定在地面上，加熱桶1的周壁上設(shè)置有密閉的環(huán)形加熱腔13，加熱桶1的周壁上分別開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口14和出水口15，進(jìn)水口14經(jīng)軟管16與水循環(huán)加熱器2的出水端相連通，出水口15經(jīng)軟管16與水循環(huán)加熱器2的進(jìn)水端相連通，加熱桶1用于填裝軟土4，加熱桶1內(nèi)填裝軟土4后，在軟土4上鋪設(shè)過(guò)渡層5，在過(guò)渡層5上放置蓋板3，蓋板3上開(kāi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)水孔31，蓋板3的兩側(cè)分別安裝有沉降計(jì)32。

實(shí)施例二中，加熱桶1包括內(nèi)桶11和設(shè)置在內(nèi)桶11外側(cè)的外桶12，內(nèi)桶11和外桶12均上部開(kāi)口，內(nèi)桶11的外側(cè)面和外桶12的內(nèi)側(cè)面即圍成環(huán)形加熱腔13，環(huán)形加熱腔13的上端由一環(huán)形密封板17密封，環(huán)形密封板17的外側(cè)焊接在外桶12上，環(huán)形密封板17的內(nèi)側(cè)焊接在內(nèi)桶11上，進(jìn)水口14和出水口15分別開(kāi)設(shè)在環(huán)形密封板17的兩側(cè)。外桶12的外側(cè)設(shè)置有上部開(kāi)口的桶狀保溫層18。內(nèi)桶11的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有多個(gè)溫度壓力傳感器6，內(nèi)桶11的底部間隔安裝有多個(gè)溫度壓力傳感器6，軟土4內(nèi)間隔埋設(shè)有多個(gè)溫度壓力傳感器6，蓋板3的兩側(cè)分別安裝有沉降計(jì)32。

實(shí)施例二中，加壓機(jī)構(gòu)包括反力架81、杠桿82、千斤頂83和傳力架84，反力架81安裝在加熱桶1的一側(cè)，杠桿82的一端與反力架81經(jīng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，杠桿82的另一端安裝有用于加載砝碼87的掛鉤85，掛鉤85上懸設(shè)有用于放置砝碼87的砝碼掛盤86，杠桿82與千斤頂83的上端經(jīng)半球形鉸支座活動(dòng)連接，千斤頂83的下端與傳力架84相連，傳力架84位于蓋板3的正上方。

實(shí)施例三的溫控模型試驗(yàn)裝置，如圖所示，包括加熱機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)包括金屬制成的加熱桶1、水循環(huán)加熱器2和蓋板3，加熱桶1置于一底板19上，底板19固定在地面上，加熱桶1的周壁上設(shè)置有密閉的環(huán)形加熱腔13，加熱桶1的周壁上分別開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口14和出水口15，進(jìn)水口14經(jīng)軟管16與水循環(huán)加熱器2的出水端相連通，出水口15經(jīng)軟管16與水循環(huán)加熱器2的進(jìn)水端相連通，加熱桶1用于填裝軟土4，加熱桶1內(nèi)填裝軟土4后，在軟土4上鋪設(shè)通水的過(guò)渡層5，過(guò)渡層5為砂墊層，在過(guò)渡層5上放置蓋板3，蓋板3上開(kāi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)水孔31，蓋板3的兩側(cè)分別安裝有沉降計(jì)32。

實(shí)施例三中，加熱桶1包括內(nèi)桶11和設(shè)置在內(nèi)桶11外側(cè)的外桶12，內(nèi)桶11和外桶12均上部開(kāi)口，內(nèi)桶11的外側(cè)面和外桶12的內(nèi)側(cè)面即圍成環(huán)形加熱腔13，環(huán)形加熱腔13的上端由一環(huán)形密封板17密封，環(huán)形密封板17的外側(cè)焊接在外桶12上，環(huán)形密封板17的內(nèi)側(cè)焊接在內(nèi)桶11上，進(jìn)水口14和出水口15分別開(kāi)設(shè)在環(huán)形密封板17的兩側(cè)。內(nèi)桶11的底壁與外桶12的底壁之間具有間隙7，環(huán)形加熱腔13與間隙7相導(dǎo)通，外桶12的側(cè)壁的下部開(kāi)設(shè)有排水口，排水口處安裝有排水龍頭10。間隙7內(nèi)裝設(shè)有導(dǎo)水板71，導(dǎo)水板71的厚度與間隙7的高度相同，導(dǎo)水板71的下部開(kāi)設(shè)有三道左右導(dǎo)通的第一通水槽72和三道前后導(dǎo)通的第二通水槽73，三道第一通水槽72和三道第二通水槽73橫縱交錯(cuò)并相互貫通。外桶12的外側(cè)設(shè)置有上部開(kāi)口的桶狀保溫層18。內(nèi)桶11的內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有多個(gè)溫度壓力傳感器6，內(nèi)桶11的底部間隔安裝有多個(gè)溫度壓力傳感器6，軟土4內(nèi)間隔埋設(shè)有多個(gè)溫度壓力傳感器6，蓋板3的兩側(cè)分別安裝有沉降計(jì)32。

實(shí)施例三中，加壓機(jī)構(gòu)包括反力架81、杠桿82、千斤頂83和傳力架84，反力架81安裝在加熱桶1的一側(cè)，杠桿82的一端與反力架81經(jīng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，杠桿82的另一端安裝有用于加載砝碼87的掛鉤85，掛鉤85上懸設(shè)有用于放置砝碼87的砝碼掛盤86，杠桿82與千斤頂83的上端經(jīng)半球形鉸支座活動(dòng)連接，千斤頂83的下端與傳力架84相連，傳力架84位于蓋板3的正上方。

實(shí)施例四的溫控模型試驗(yàn)裝置，與實(shí)施例三的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于，實(shí)施例四中，過(guò)渡層5為隔水的過(guò)渡層5，過(guò)渡層5由防水的塑料層51和鋪設(shè)在該塑料層51上的砂墊層構(gòu)成，塑料層51的四周設(shè)置有密封圈52，密封圈52設(shè)置在塑料層51與內(nèi)桶11的內(nèi)壁的銜接處。

以實(shí)施例三的溫控模型試驗(yàn)裝置為例，進(jìn)行橫向單面排水條件下的試驗(yàn)時(shí)，如圖6所示，在軟土4上直接鋪設(shè)砂墊層5（例如，內(nèi)桶11內(nèi)徑40cm、深度50cm時(shí)，鋪設(shè)的砂墊層5的厚度可以為6～10cm，桶狀保溫層18可以采用80mm厚度的包裹有錫紙的厚海綿保溫材料，砝碼87的加載量為0～400kpa），并在砂墊層5上放置蓋板3，形成排水系統(tǒng)，試驗(yàn)過(guò)程中軟土4中的水可以迅速有效地從地基模型中向上排出。

以實(shí)施例四的溫控模型試驗(yàn)裝置為例，進(jìn)行不排水條件下的試驗(yàn)時(shí)，如圖7所示，首先在軟土4上鋪設(shè)防水的塑料層51，并在塑料層51與內(nèi)桶11的內(nèi)壁的銜接處加裝密封圈52，再在該塑料層51上先鋪設(shè)砂墊層5再放置蓋板3，形成不排水系統(tǒng)。

以實(shí)施例三的溫控模型試驗(yàn)裝置為例，使用時(shí)，在加熱桶1內(nèi)填裝軟土4，并在軟土4上鋪設(shè)過(guò)渡層5，再在過(guò)渡層5上放置蓋板3，建立軟土地基模型；然后設(shè)定水循環(huán)加熱器2的加熱溫度（具體溫度的選擇范圍為0～80℃），經(jīng)水循環(huán)加熱器2向加熱桶1上的環(huán)形加熱腔13內(nèi)通入熱水，通過(guò)熱水加熱軟土4，最后通過(guò)加壓機(jī)構(gòu)對(duì)蓋板3加壓，通過(guò)溫度壓力傳感器6，對(duì)土樣不同部位的溫度及孔壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過(guò)分別記錄蓋板3兩側(cè)的沉降計(jì)32的沉降數(shù)據(jù)，了解溫度、孔壓、沉降的發(fā)展變化規(guī)律，為工程應(yīng)用中的熱排水固結(jié)軟基處理提供依據(jù)。

通過(guò)本發(fā)明溫控模型試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)地基模型的分段、分級(jí)、線性加溫及降溫，精確控制加熱桶內(nèi)軟土地基的溫度，保持溫度穩(wěn)定，還可以完成特定溫度下及不同溫度下的土樣固結(jié)試驗(yàn)，真實(shí)模擬土體在外加熱源下的特性，合理、可靠的分析軟土地基的溫度、孔壓、沉降的發(fā)展變化規(guī)律。