一种室内土体渗透试验装置

1.本发明属于工程建设技术领域，涉及一种室内土体渗透试验装置。


背景技术：

2.冻融作用指冻土层中的水在气温周期性的正负变化影响下，不断发生相变和迁移，使土层反复冻结融化，导致土体或岩体的破坏、扰动和移动的过程，在整个季节冻土区，均存在不同程度的冻融现象，长期往复的冻融作用使得土体物理力学性质发生显著改变，加之水分的迁移和相变，使这一过程更为复杂。同时，冻土对温度极为敏感，冻融过程中伴随着水分和盐分的积聚，进而造成季节性冻土产生冻胀和融沉现象，并对冻土区的地基工程和道桥工程造成一定程度的破坏，冻胀问题严重困扰着严寒地区冻土地基上构筑物的使用情况。
3.冻融条件下土壤物理特性变化特征的研究是冻土工程、冻土农业、陆地水循环等领域的重要内容。其研究主要是通过室内模拟试验和室外监测两种途径得以实现，又由于室外监测费用较高，重复性差，因此国内对冻土物理性质的测定大多选用室内模拟的方式进行。
4.目前，在工程设计及建筑施工过程中，为了提高设计和施工效率，需要精确测量土体在冻融过程中各项物理参数变化，而目前现有的室内试验装置结构复杂，耗时较长，影响了实施进度。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种室内土体渗透试验装置，以解决试验装置结构复杂，耗时较长，影响了实施进度的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明一种室内土体渗透试验装置的具体技术方案如下：
7.一种室内土体渗透试验装置，包括：
8.容器，用于盛装土样；
9.供水组件，与容器相连通；
10.检测组件，设置在供水组件上，用于检测水流压力与水流速度；
11.透水板，设置在容器的下表面上，其一端穿过容器侧壁后延伸至容器外部；
12.水箱，设置在透水板的延伸端下侧；
13.加载组件，设置在容器上部，用于对容器内部的土样施加压力。
14.本发明的特点还在于：
15.其中供水组件包括供水箱，供水箱设置在靠近容器的位置，供水箱与容器之间设置有水管，水管的一端连接在供水箱上，水管的另一端位于容器的上方且通过多个连接管与容器连接，水管靠近供水箱的位置设置有截止阀。
16.其中检测组件包括流量计与多个水压传感器，流量计设置在水管上靠近供水箱的位置，多个水压传感器分别设置在多个连接管。
17.其中还包括电脑终端，电脑终端分别与多个水压传感器、流量计电连接。
18.其中加载组件包括配重块，配重块设置在容器的上部。
19.其中还包括控温组件，控温组件设置在容器的外部，用于调节容器内部的土样的温度。
20.其中控温组件包括控温箱，控温箱套设在容器的外部，控温箱与电脑终端电连接。
21.其中容器前方设置有热成像仪，热成像仪与电脑终端电连接，用于实时监测实验过程中温度的变化。
22.其中容器倾斜设置。
23.本发明的一种室内土体渗透试验装置，通过容器、流量计、多个水压传感器及控温组件的设置，可以快速测量冻土土样从冻结的状态变化为融化的状态，再从融化的状态变化为冻结的状态时的物理参数，即水流的压力及流速，从而对冻土反复冻结融化进行研究，提高建筑施工设计和施工效率，同时，通过容器的倾斜设置，可以对不同坡度的冻土土样进行分析与研究，进一步提高了提高建筑施工设计和施工效率。
附图说明
24.图1为本发明的内部整体结构示意图；
25.附图标记：
26.1、供水箱；2、截止阀；3、流量计；4、水压传感器；5、容器；6、配重块；7、电脑终端；8、透水板；9、水箱；10、热成像仪；11、水管；12、连接管。
具体实施方式
27.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种室内土体渗透试验装置做进一步详细的描述。
28.实施例1
29.如图1所示，本发明一种室内土体渗透试验装置，包括容器5，容器5用于盛装冻土土样，容器5倾斜设置，使容器5内部的土样形成坡度，靠近容器5的位置设置有供水组件，供水组件与容器5相连通，供水组件上设置有检测组件，检测组件用于检测水流压力与水流速度，容器5的下表面上设置有透水板8，透水板8的一端穿过容器5侧壁后延伸至容器5外部，用于将容器5内部的水通过透水板8引流而出，透水板8的延伸端下侧设置有水箱9，水箱9上部为开口结构，用于收纳透水板8引流而出的水，容器5上部设置有加载组件，加载组件用于对容器5内部的土样施加压力，且施加压力的定值。
30.供水组件包括供水箱1，供水箱1设置在靠近容器5的位置，供水箱1与容器5之间设置有水管11，水管11的一端连接在供水箱1上，水管11的另一端位于容器5的上方且通过多个连接管12与容器5连接，水管11靠近供水箱1的位置设置有截止阀2。
31.检测组件包括流量计3与多个水压传感器4，水压传感器4用于在试验过程中检测水流的压力，多个水压传感器4检测不同坡度时水流的压力，流量计3用于在试验过程中检测水流的流速，流量计3设置在水管11上靠近供水箱1的位置，多个水压传感器4分别设置在多个连接管12，
32.加载组件包括配重块6，配重块6设置在容器5的上部，配重块6固定不变，使对土样
施加压力位定值，配重块6优选为砝码。
33.容器5前方设置有热成像仪10，用于实时监测实验过程中温度的变化，从而辅助控温箱控制容器5内部的温度。
34.实施例2
35.如图1所示，本发明一种室内土体渗透试验装置，包括容器5，容器5用于盛装冻土土样，容器5倾斜设置，使容器5内部的土样形成坡度，靠近容器5的位置设置有供水组件，供水组件与容器5相连通，供水组件上设置有检测组件，检测组件用于检测水流压力与水流速度，容器5的下表面上设置有透水板8，透水板8的一端穿过容器5侧壁后延伸至容器5外部，用于将容器5内部的水通过透水板8引流而出，透水板8的延伸端下侧设置有水箱9，水箱9上部为开口结构，用于收纳透水板8引流而出的水，容器5上部设置有加载组件，加载组件用于对容器5内部的土样施加压力，且施加压力的定值。
36.供水组件包括供水箱1，供水箱1设置在靠近容器5的位置，供水箱1与容器5之间设置有水管11，水管11的一端连接在供水箱1上，水管11的另一端位于容器5的上方且通过多个连接管12与容器5连接，水管11靠近供水箱1的位置设置有截止阀2。
37.检测组件包括流量计3与多个水压传感器4，水压传感器4用于在试验过程中检测水流的压力，多个水压传感器4检测不同坡度时水流的压力，流量计3用于在试验过程中检测水流的流速，流量计3设置在水管11上靠近供水箱1的位置，多个水压传感器4分别设置在多个连接管12，
38.加载组件包括配重块6，配重块6设置在容器5的上部，配重块6固定不变，使对土样施加压力位定值，配重块6优选为砝码。
39.容器5前方设置有热成像仪10，热成像仪10与电脑终端7电连接，用于实时监测实验过程中温度的变化，从而辅助控温箱控制容器5内部的温度。
40.容器5的外部设置有控温组件，控温组件用于调节容器5内部的土样的温度，温度调节范围为-20℃～20℃，从而使冻土土样从冻结的状态变化为融化的状态，再从融化的状态变化为冻结的状态，从而测量这个变化过程中物理参数，即水流的压力及流速
41.控温组件包括控温箱，控温箱套设在容器5的外部，控制容器5内部温度在-20℃～20℃范围内变化。
42.实施例3
43.如图1所示，本发明一种室内土体渗透试验装置，包括容器5，容器5用于盛装冻土土样，容器5倾斜设置，使容器5内部的土样形成坡度，靠近容器5的位置设置有供水组件，供水组件与容器5相连通，供水组件上设置有检测组件，检测组件用于检测水流压力与水流速度，容器5的下表面上设置有透水板8，透水板8的一端穿过容器5侧壁后延伸至容器5外部，用于将容器5内部的水通过透水板8引流而出，透水板8的延伸端下侧设置有水箱9，水箱9上部为开口结构，用于收纳透水板8引流而出的水，容器5上部设置有加载组件，加载组件用于对容器5内部的土样施加压力，且施加压力的定值。
44.供水组件包括供水箱1，供水箱1设置在靠近容器5的位置，供水箱1与容器5之间设置有水管11，水管11的一端连接在供水箱1上，水管11的另一端位于容器5的上方且通过多个连接管12与容器5连接，水管11靠近供水箱1的位置设置有截止阀2。
45.检测组件包括流量计3与多个水压传感器4，水压传感器4用于在试验过程中检测
水流的压力，多个水压传感器4检测不同坡度时水流的压力，流量计3用于在试验过程中检测水流的流速，流量计3设置在水管11上靠近供水箱1的位置，多个水压传感器4分别设置在多个连接管12，
46.加载组件包括配重块6，配重块6设置在容器5的上部，配重块6固定不变，使对土样施加压力位定值，配重块6优选为砝码。
47.容器5前方设置有热成像仪10，热成像仪10与电脑终端7电连接，用于实时监测实验过程中温度的变化，从而辅助控温箱控制容器5内部的温度。
48.容器5的外部设置有控温组件，控温组件用于调节容器5内部的土样的温度，温度调节范围为-20℃～20℃，从而使冻土土样从冻结的状态变化为融化的状态，再从融化的状态变化为冻结的状态，从而测量这个变化过程中物理参数，即水流的压力及流速
49.控温组件包括控温箱，控温箱套设在容器5的外部，控制容器5内部温度在-20℃～20℃范围内变化。
50.本发明还包括电脑终端7，电脑终端7分别与多个水压传感器4、流量计3、热成像仪10、控温箱电连接，多个水压传感器4将测量到的水压力值反馈到电脑终端7，流量计3将测量到的水流速度值反馈到电脑终端7，电脑终端7对接收到的水压力值及水流速度值进行分析，从而提高建筑施工的设计和施工效率。
51.工作原理，使用时，将冻土土样加入容器5内，将配重块6置于容器5上部，通过电脑终端7控制控温箱的温度在0～20℃变化，再从20℃～-20℃，使容器5内部的冻土土样从冻结的状态变化为融化的状态，再从融化的状态变化为冻结的状态，在启动控温箱的同时打开截止阀2，使供水箱1中的水流通过水管11及多个连接管12流入容器5内，多股水流通过不同坡度的冻土土样渗透到容器5底部，然后经过透水板8引流而出落入水箱9内，在此过程中，多个水压传感器4将测量到的水压力值不断地反馈到电脑终端7，流量计3将测量到的水流速度值反馈到电脑终端7，电脑终端7对接收到的水流速度值及不同坡度的冻土土样的水压力值及进行分析，从而提高建筑施工设计和施工效率。
52.本发明的一种室内土体渗透试验装置，通过容器、流量计、多个水压传感器及控温组件的设置，可以快速测量冻土土样从冻结的状态变化为融化的状态，再从融化的状态变化为冻结的状态时的物理参数，即水流的压力及流速，从而对冻土反复冻结融化进行研究，提高建筑施工设计和施工效率，同时，通过容器的倾斜设置，可以对不同坡度的冻土土样进行分析与研究，进一步提高了提高建筑施工设计和施工效率。
53.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。