專利名稱：室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種室內(nèi)路基模型水熱監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是涉及一種室 內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
暴露在大氣環(huán)境中的路基受氣溫、大氣降水、地下水等因素影響，路 基內(nèi)部水分和溫度一直都處于動態(tài)變化中，而土體中的水熱變化是影響路 基穩(wěn)定性和耐久性的關(guān)鍵因素。目前，對溫度場和水分場進(jìn)行研究的試驗 中，大多都是在野外修筑典型試驗路段，并且采用現(xiàn)場長期定點觀測方法 和室內(nèi)土柱模型試驗方法兩種方法來模擬土體水熱變化過程。前者的觀測
周期過長；而后者由于試件尺寸差異，使得土性參數(shù)發(fā)生改變，因而不能 很好地模擬路基真正的工作環(huán)境。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，測試方法簡單且測 試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能在室內(nèi)模擬真實路基內(nèi)水熱變化情形并能對水分和溫 度變化進(jìn)行實時監(jiān)測。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型釆用的技術(shù)方案是 一種室內(nèi)路基模 型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括置于環(huán)境控制箱中且由被測試土 體分層填筑壓實而成的路基模型、位于路基模型底部且對路基模型內(nèi)部被 測試土體進(jìn)行均勻補(bǔ)水的補(bǔ)水裝置、對環(huán)境控制箱內(nèi)部溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié) 的制冷裝置、實時對所述被測試土體水分和溫度進(jìn)行檢測的傳感器、定時 對傳感器所檢測信號進(jìn)行釆集的數(shù)據(jù)釆集設(shè)備，以及根據(jù)數(shù)據(jù)釆集設(shè)備所釆集水分和溫度信號相應(yīng)對所述被測試土體內(nèi)部含水量和溫度變化進(jìn)行
分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述傳感器、數(shù)據(jù)釆集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)依
次相接，所述補(bǔ)水裝置由上部開口的補(bǔ)水器皿以及置于所述補(bǔ)水器皿上部 的透水板組成，所述路基模型的截面為上窄下寬的等邊梯形。
所述路基模型長為4-6m，頂面寬為O. 6-lm,高為0. 8-1. 2m且側(cè)面邊 坡坡比為1 : 0. 5-1 : 1. 5。
所述補(bǔ)水器皿為上部開口的立方體補(bǔ)水盒，所述透水板為均勻開有多 個透水孔且的矩形板，所述補(bǔ)水盒上部開口的大小和透水板的大小均與路 基模型的底部大小相同。
所述環(huán)境控制箱由保溫材料制成。
所述路基模型長為6m,頂面寬為lm，高為lm且側(cè)面邊坡坡比為1 :
1. 5。
所述傳感器為分層填筑路基模型時分層埋入被測試土體中的溫度和 水分傳感器。
所述制冷裝置通過通風(fēng)管與環(huán)境控制箱的內(nèi)部相通。 所述透水孔為圓孔。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單，加工制作 簡便且使用操作方便。2、本實用新型能夠模擬野外路基工作狀態(tài)，通過 在室內(nèi)填筑路基模型并實時監(jiān)測路基內(nèi)部水分和溫度的變化，最終分析路 基內(nèi)部水分場和溫度場變化規(guī)律，另外測試過程受外界環(huán)境因素影響小， 因而測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能為路基承載能力以及穩(wěn)定性研究提供試驗數(shù)據(jù) 基礎(chǔ)。3、適用范圍較廣，應(yīng)用于公路工程、巖土工程相關(guān)科研領(lǐng)域。綜 上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，測試方法簡易且測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能在 室內(nèi)模擬真實路基內(nèi)水熱變化情形，并能實時對路基模型內(nèi)部含水量和溫 度變化情況進(jìn)行監(jiān)測，并且根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對土體內(nèi)部水分和溫度的實時變 化規(guī)律進(jìn)行分析。
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖l為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型補(bǔ)水盒的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實用新型透水板的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實用新型的電路框圖。 附圖標(biāo)記說明
l一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)； 2—數(shù)據(jù)釆集設(shè)備; 4一路基模型； 5 —制冷裝置；
7—傳感器； 8—通風(fēng)管； IO—補(bǔ)水盒； ll一透水孔。
3—補(bǔ)水裝置；
6—環(huán)境控制箱
9一透水板；
具體實施方式
如圖l、圖2及圖3所示，本實用新型包括置于環(huán)境控制箱6中且由被 測試土體分層填筑壓實而成的路基模型4、位于路基模型4底部且對路基 模型4內(nèi)部被測試土體進(jìn)行均勻補(bǔ)水的補(bǔ)水裝置3、對環(huán)境控制箱6內(nèi)部 溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的制冷裝置5、實時對所述被測試土體水分和溫度進(jìn)行 檢測的傳感器7、定時對傳感器7所檢測信號進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)釆集設(shè)備2， 以及根據(jù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備2所釆集水分和溫度信號相應(yīng)對所述被測試土體內(nèi) 部含水量和溫度變化進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1。結(jié)合圖4，所述傳 感器7、數(shù)據(jù)釆集設(shè)備2和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)l依次相接。另外，所述環(huán)境控 制箱6由保溫材料制成。所述傳感器7為分層填筑路基模型4時分層埋入 被測試土體中的溫度和水分傳感器。所述制冷裝置5通過通風(fēng)管8與環(huán)境 控制箱6的內(nèi)部相通。
所述補(bǔ)水裝置3由上部開口的補(bǔ)水器皿以及置于所述補(bǔ)水器皿上部的 透水板9組成，所述補(bǔ)水器皿為上部開口的立方體補(bǔ)水盒10,所述透水板 9為均勻開有多個透水孔11且的矩形板，所述補(bǔ)水盒10上部開口的大小和透水板9的大小均與路基模型4的底部大小相同。本實施例中，所述透
水孔11為圓孔。
所述路基模型4的截面為上窄下寬的等邊梯形，并且實際操作過程中， 所述路基模型4長為4-6m，頂面寬為O. 6-lm,高為0. 8-1. 2m且側(cè)面邊坡 坡比為1 : 0.5-1 : 1.5。本實施例中，所述路基模型4長為6m，頂面寬為 lm,髙為lm且側(cè)面邊坡坡比為1 : 1. 5。
本實用新型的測試過程是首先在環(huán)境控制箱6中修筑路基模型4， 所修筑路基模型4長為6m，頂面寬為lm，高為lm且側(cè)面邊坡坡比為1 : 1. 5，并且修筑路基模型4前將補(bǔ)水裝置3至于路基模型4底部；在修筑 路基模型4時，具體是進(jìn)行分層填筑，同時控制土體含水量與壓實度，另 外，在修筑過程中按照一定間距，在路基模型4需檢測部位分層埋設(shè)分別 對水分和溫度進(jìn)行實時檢測的傳感器7;完成上述工作后進(jìn)入具體測試過 程。在具體測試過程中，由制冷裝置5對環(huán)境控制箱6內(nèi)部的溫度進(jìn)行控 制調(diào)整；同時，由補(bǔ)水裝置3控制水分補(bǔ)給，由傳感器7和數(shù)據(jù)釆集設(shè)備 2定時采集數(shù)據(jù)，通過與數(shù)據(jù)釆集設(shè)備2相接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1定時分析 路基模型4內(nèi)部含水量和溫度的變化規(guī)律。實際測試過程中， 一般在路基 模型4填筑完成并放置3天后，再根據(jù)溫度和水分狀況，相應(yīng)對制冷裝置 5和補(bǔ)水裝置3進(jìn)行調(diào)整。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限 制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更 以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括置于環(huán)境控制箱(6)中且由被測試土體分層填筑壓實而成的路基模型(4)、位于路基模型(4)底部且對路基模型(4)內(nèi)部被測試土體進(jìn)行均勻補(bǔ)水的補(bǔ)水裝置(3)、對環(huán)境控制箱(6)內(nèi)部溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的制冷裝置(5)、實時對所述被測試土體水分和溫度進(jìn)行檢測的傳感器(7)、定時對傳感器(7)所檢測信號進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)采集設(shè)備(2)，以及根據(jù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備(2)所采集水分和溫度信號相應(yīng)對所述被測試土體內(nèi)部含水量和溫度變化進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(1)；所述傳感器(7)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備(2)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(1)依次相接，所述補(bǔ)水裝置(3)由上部開口的補(bǔ)水器皿以及置于所述補(bǔ)水器皿上部的透水板(9)組成，所述路基模型(4)的截面為上窄下寬的等邊梯形。
2. 按照權(quán)利要求1所述的室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于所述路基模型(4)長為4-6m,頂面寬為0. 6-lm，高為0. 8-1. 2m且 側(cè)面邊坡坡比為1 : 0. 5-1 : 1. 5。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述補(bǔ)水器皿為上部開口的立方體補(bǔ)水盒(10 ),所述透水板(9 ) 為均勻開有多個透水孔(11)且的矩形板，所述補(bǔ)水盒(10)上部開口的 大小和透水板(9)的大小均與路基模型(4)的底部大小相同。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述環(huán)境控制箱(6)由保溫材料制成。
5. 按照權(quán)利要求2所述的室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于所述路基模型(4)長為6m，頂面寬為lm,高為lm且側(cè)面邊坡坡比 為1 : 1. 5。
6. 按照權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述傳感器(7)為分層填筑路基模型(4)時分層埋入被測試土 體中的溫度和水分傳感器。
7. 按照權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述制冷裝置(5)通過通風(fēng)管(8)與環(huán)境控制箱(6)的內(nèi)部 相通。
8. 按照權(quán)利要求3所述的室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于所述透水孔(11)為圓孔。
專利摘要本實用新型公開了一種室內(nèi)路基模型水熱變化監(jiān)測系統(tǒng)，包括置于環(huán)境控制箱中的路基模型、位于路基模型底部且對路基模型內(nèi)部被測試土體進(jìn)行均勻補(bǔ)水的補(bǔ)水裝置、對環(huán)境控制箱內(nèi)部溫度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的制冷裝置、實時對所述被測試土體水分和溫度進(jìn)行檢測的傳感器、定時對傳感器所檢測信號進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以及根據(jù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集信號對被測試土體內(nèi)部含水量和溫度變化進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；補(bǔ)水裝置由上部開口的補(bǔ)水器皿及置于所述補(bǔ)水器皿上部的透水板組成，路基模型的截面為上窄下寬的等邊梯形。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，測試方法簡單且測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能在室內(nèi)模擬真實路基內(nèi)水熱變化情形并能對水分和溫度變化進(jìn)行實時監(jiān)測。
文檔編號G01N33/00GK201340411SQ200920031810
公開日2009年11月4日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者侯仲杰, 毛雪松, 骉 馬 申請人:長安大學(xué)