一种测试土体试样热物性参数的装置

摘要

本发明公开了一种测试土体试样热物性参数的装置。该装置包括制样系统和试验系统；制样系统用来完成土体试样的制备，试验系统用来完成不同热负荷下土体试样热物性参数的测试；制样系统包括小型击实器、金属杆、制样管、外延伸管，小型击实器由底座和击锤组成；试验系统由高低温交变湿热试验箱、热探针和KD2 Pro热特性分析仪组成，高低温交变湿热试验箱内部设置有不锈钢支架，用于放置装有土体试样的制样管。通过该装置实现不同热负荷环境的真实模拟，并准确测试土体试样的热物性参数。本发明装置结构简单，操作方便，测试结果精度较高，可为岩土工程热分析领域的研究与应用提供便利，便于工程运用和大规模推广。

主权项

一种测试土体试样热物性参数的装置，其特征在于该装置包括制样系统和试验系统，制样系统用来完成土体试样(5)的制备，试验系统用来完成不同热负荷下土体试样(5)热物性参数的测试；其中，制样系统包括制样管(3)、外延伸管(4)、金属杆和小型击实器，制样管(3)采用PVC管加工制成，内径为55.0mm，高度为90.0mm，壁厚3.0mm；外延伸管(4)采用PVC管加工制成，内径为55.0mm，高度为30.0mm，壁厚3.0mm；小型击实器由底座(1)和击锤(2)组成，底座(1)的直径为53.0mm，高度为20.0mm，击锤(2)的直径为20.0mm，高度为60.0mm，底座(1)和击锤(2)均采用不锈钢材料制成，底座(1)焊接于金属杆上，且套在制样管(3)内，击锤(2)中部设置小圆孔，并通过中部的小圆孔恰好套在金属杆上，能够自由上下滑动；而外延伸管(4)则是同轴线方向叠在制样管(3)上，用橡皮膜扎紧；制样管(3)提供了击实制样过程中对土体试样(5)的形状与体积的约束，严格控制了制样过程中土体试样(5)的初始干密度以及含水率，而外延伸管(4)主要起到辅助击样的功能，即在分层击样过程中，松散的土样往往会超出制样管(3)，将配套的外延伸管(4)叠在制样管(3)上避免松散土样散落出制样管(3)，保证制样过程的精度和制样方便；小型击实器的作用是放置于松散土样上对其实现击实的目的，即通过击锤(2)抬升做自由落体运动对底座(1)产生冲击力，从而能够作用于松散土样上实现击实的目的；试验系统包括高低温交变湿热试验箱(7)、热探针(6)和KD2 Pro热特性分析仪(8)，高低温交变湿热试验箱(7)的内部设置有水平的不锈钢支架(9)，用于放置装有土体试样(5)的制样管(3)，热探针(6)通过探针线穿过高低温交变湿热试验箱(7)的侧壁与KD2 Pro热特性分析仪(8)连接，KD2 Pro热特性分析仪(8)的作用是测试土体试样(5)的热物性参数，即通过热探针(6)插入到土体试样(5)正中间测试其热物性参数，并通过探针线反馈给KD2 Pro热特性分析仪(8)，而高低温交变湿热试验箱(7)主要是提供需求的热负荷环境，即通过温度编程控制功能按试验需求设置不同的热负荷，从而模拟不同的热环境工况，高低温交变湿热试验箱(7)能够分段编程严格控制试验箱内温度变化快慢，温度变化幅度，以实现近似模拟大部分实际热负荷工况，高低温交变湿热试验箱(7)的长为600.0mm，宽为500.0mm，高为800.0mm。