一种冻土三维方向导热系数测定装置和方法

摘要

本发明公开了一种冻土三维导热系数测定装置和方法，该装置由温控箱、两体式土样室、加压板组成；加压板通过加压杆与多功能材料实验机接触；两体式土样室由主室和直角形套壁组成；直角形套壁与主室通过套环和螺栓连接；实施方法：首先在主室内依次叠加1～7#土样、然后分别在5#、7#和2#土样与8#土样接触面上布置薄片式导热系数探头，最后叠加8#土样，并依次安设直角形套壁、螺栓、套环和加压板。通过温控箱控制冻土温度和冻融循环过程、通过多功能材料实验机调节冻土所受荷载范围，实现多因素及其耦合作用下冻土三维导热系数的准确测定，并进一步通过垂直加载方向上的导热系数和荷载间的关系推算冻土中水平方向上受到的静止土压力。

主权项

一种冻土三维方向导热系数测定方法，包括使用测定装置，使用的测定装置由温控箱、两体式土样室、加压板和加压杆组成；所述两体式土样室置于温控箱内，在两体式土样室的上口有套环，两体式土样室上部有加压板，加压板与上加压杆接触，两体式土样室下部的下加压杆穿过温控箱直接与多功能材料实验机接触；两体式土样室由主室和直角形套壁组成；直角形套壁与主室则通过套环和螺栓连接；主室和直角形套壁上部均留有凸榫，主室与直角形套壁连接处的角点均设有螺栓孔；主室的外围长边长度是直角形套壁两条直角边长度的2倍；两体式土样室中为各叠放上下两层八块尺寸相同的立方体土样；薄膜式导热系数探头分别位于5#土样、7#土样、2#土样与8#土样之间接触面上,薄膜式导热系数探头外接到导热系数测试仪上；其特征在于：测试方法包括以下步骤：a、制作体积为主室内腔体积1/8的立方体土样，将立方体土样按照1#→2#→3#→4#→5#→6#→7#的顺序叠放在主室中；b、分别在5#土样、7#土样、2#土样与8#土样的接触面上分别布设薄膜式导热系数探头（18），然后安放8#土样和直角形套壁；c、用套环将直角形套壁与两体式土样室箍紧，用螺栓将直角形套壁与两体式土样室上下进行固定；d、在温控箱内部依次安设两体式土样室、加压板、上加压杆和下加压杆，两体式土样室上部通过加压板与上加压杆接触，两体式土样室下部则直接通过下加压杆与实验机接触；e、通过实验机调整两体式土样室内部冻土所受荷载范围，通过温控箱调整两体式土样室中冻土温度与冻融循环过程，便可获得多因素及其耦合作用下冻土三维导热系数；f、记录导热系数和垂直方向荷载数值，建立荷载值和垂直加载方向导热系数间的关系式，进一步联合两个水平方向薄膜式导热系数探头获得的导热系数，推算冻土中静止土压力。