模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置

1.一种模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：包括安装于支撑架上的亚克力试样筒，于所述亚克力试样筒的上下两端分别安装有顶盖和底板，于所述支撑架上安装有拟动力加载仪，所述拟动力加载仪的输出端连接有经顶盖伸入亚克力试样筒内的压盘，于支撑架还安装有低温冷风机、低温恒温反应浴及恒温补水瓶，所述低温冷风机经顶盖与亚克力试样筒内部连通，所述底板分别与低温恒温反应浴和恒温补水瓶连通；于所述亚克力试样筒的内筒壁上安装有多个数据传感采集器。
2.根据权利要求1所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：所述数据传感采集器包括±0.1℃的5TE温度水分一体传感器、0～10Mpa的压力传感器、0～100Kpa的孔隙水压力计及数据采集盒，并分别沿亚克力试样筒的一端呈螺旋分布至另一端。
3.根据权利要求1所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：于所述亚克力试样筒外箍设有多个喉箍，且所述喉箍沿亚克力试样筒的轴向进行间隔设置。
4.根据权利要求1所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：所述顶盖与底板之间经多根支撑固定螺杆紧固连接，且所述支撑固定螺杆沿亚克力试样筒的周向均匀设置。
5.根据权利要求4所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：所述顶盖包括顶部盖板和设置于其下的承压板，所述承压板扣合于亚克力试样筒的上端，且承压板经支撑固定螺杆与底板连接。
6.根据权利要求5所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：于所述顶部盖板的中心处开设有供拟动力加载仪的输出端通过的中心圆孔，于顶部盖板上还开设有与低温冷风机连接的两连接口。
7.根据权利要求5所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：于所述承压板的下端面上构造有环形卡沿，所述环形卡沿卡接于亚克力试样筒上端的内壁上。
8.根据权利要求1所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：所述底板包括上底板和设置于上底板下端的下底板，所述亚克力试样筒的下端与上底板之间为可拆卸连接，所述上底板和下底板经多根沿二者周向均匀设置的连接螺栓紧固。
9.根据权利要求8所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：于所述上底板的上端面开设有环形卡槽，所述亚克力试样筒的下端卡置于环形卡槽内；于所述上底板内设置有十字形的补水凹槽，于上底板上构造有与补水凹槽连通的补水接头，所述补水接头经导管与恒温补水瓶连接。
10.根据权利要求8所述的模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，其特征在于：于所述下底板内构造有蛇形冷浴通道，于下底板上构造有与蛇形冷浴通道连通的冷浴循环出入口，所述冷浴循环出入口与低温恒温反应浴连通。

模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于土木工程实验设备的技术领域，具体的说，涉及模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置。\n背景技术\n[0002] 基床翻浆冒泥是历年来我国既有铁路线最常见的路基病害之一，也是数量最多的路基病害之一。基床翻浆冒泥是指基床土体受水浸湿软化，在列车动荷载作用下，以泥浆形态挤入道床并向上冒出的基床变形，形成机制主要分为三个阶段：挤压上升阶段—泥浆挤压抽吸阶段—翻浆冒泥形成阶段，翻浆冒泥的存在和不断发展，严重地影响了道床刚度和线路的稳定性。室内模拟水热力耦合作用下铁路基床水土运移至泥浆形成试验是探索温度—水分—列车动荷载耦合作用下路基填土稳定服役性能演化评估指标体系，揭示液态水迁移与细粒土运移的耦合作用机制，精细化阐明铁路基床水—细粒土运移、集聚直至泥浆孕育形成的演变机理，提出水土孕育形成泥浆的判别准则，因此必须要设计一套室内模拟水热力耦合作用下铁路基床水土运移至泥浆形成试验装置系统。\n[0003] 传统的室内模拟水热力耦合作用下铁路基床水土运移至泥浆形成试验测试系统结构复杂、笨重，试验过程中结构不太牢固，难以精细化表征基床水—细粒土耦合机制，并且规范中并没有形成一套简单、明确的试验装置。因此在试验工程中为了避免此类情况，需要设计一种结构简单、牢固、易操作的室内模拟水热力耦合作用下铁路基床水土运移至泥浆形成试验测试系统。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型提供一种水热力耦合作用下铁路基床水土运移至泥浆形成的试验装置，用以实现结构简单，便于安装拆卸，且组装后的整体结构稳固，并在试验过程中操作简便、实验数据准确、实验过程直观性较高等优势。\n[0005] 为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：\n[0006] 一种模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，包括安装于支撑架上的亚克力试样筒，于所述亚克力试样筒的上下两端分别安装有顶盖和底板，于所述支撑架上安装有拟动力加载仪，所述拟动力加载仪的输出端连接有经顶盖伸入亚克力试样筒内的压盘，于支撑架还安装有低温冷风机、低温恒温反应浴及恒温补水瓶，所述低温冷风机经顶盖与亚克力试样筒内部连通，所述底板分别与低温恒温反应浴和恒温补水瓶连通；于所述亚克力试样筒的内筒壁上安装有多个数据传感采集器。\n[0007] 进一步的，所述数据传感采集器包括±0.1℃的5TE温度水分一体传感器、0～\n10Mpa的压力传感器、0～100Kpa的孔隙水压力计及数据采集盒，并分别沿亚克力试样筒的一端呈螺旋分布至另一端。\n[0008] 进一步的，于所述亚克力试样筒外箍设有多个喉箍，且所述喉箍沿亚克力试样筒的轴向间隔设置。\n[0009] 进一步的，所述顶盖与底板之间经多根支撑固定螺杆紧固连接，且所述支撑固定螺杆沿亚克力试样筒的周向均匀设置。\n[0010] 进一步的，所述顶盖包括顶部盖板和设置于其下的承压板，所述承压板扣合于亚克力试样筒的上端，且承压板经支撑固定螺杆与底板连接。\n[0011] 进一步的，于所述顶部盖板的中心处开设有供拟动力加载仪的输出端通过的中心圆孔，于顶部盖板上还开设有与低温冷风机连接的两连接口。\n[0012] 进一步的，于所述承压板的下端面上构造有环形卡沿，所述环形卡沿卡接于亚克力试样筒上端的内壁上。\n[0013] 进一步的，所述底板包括上底板和设置于上底板下端的下底板，所述亚克力试样筒的下端与上底板可拆卸连接，所述上底板和下底板经多根沿二者周向均匀设置的连接螺栓紧固。\n[0014] 进一步的，于所述上底板的上端面上开设有环形卡槽，所述亚克力试样筒的下端卡置于环形卡槽内；于所述上底板内设置有十字形的补水凹槽，于上底板上构造有与补水凹槽连通的补水接头，所述补水接头经导管与恒温补水瓶连接。\n[0015] 进一步的，于所述下底板内构造有蛇形冷浴通道，于下底板上构造有与蛇形冷浴通道连通的冷浴循环出入口，所述冷浴循环出入口与低温恒温反应浴连通。\n[0016] 本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：\n在进行室内模拟水热力耦合作用下铁路基床水土运移至泥浆形成试验测试时，通过调节拟动力加载仪，很容易使压盘、试样、数据传感采集器、底板紧密接触；采用补水瓶可以控制理想补水水位，并可以直观的观察液态水试验过程中的迁移量；实验结束后，本实用新型方便拆卸，节约实验者时间；综上可知，本实用新型结构简单，便于安装拆卸，而且组装后的整体结构稳固，实现了在试验过程中操作简便、实验数据准确、实验具有较高的直观性等优势。\n附图说明\n[0017] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。\n[0018] 在附图中：\n[0019] 图1为本实用新型实施例的结构示意图；\n[0020] 图2为本实用新型实施例顶部盖板的结构示意图；\n[0021] 图3为本实用新型实施例承压板的结构示意图；\n[0022] 图4为本实用新型实施例上底板的结构示意图；\n[0023] 图5为本实用新型实施例上底板另一角度的结构示意图；\n[0024] 图6为本实用新型实施例下底板的结构示意图；\n[0025] 图7为本实用新型实施例数据传感采集器安装于亚克力试样筒筒壁上的结构示意图。\n[0026] 标注部件：1‑亚克力试样筒，2‑顶部盖板，201‑中心圆孔，202‑连接口，3‑承压板，\n301‑环形卡沿，4‑支撑固定螺杆，5‑喉箍，6‑上底板，601‑环形卡槽，602‑补水接头，603‑补水凹槽，7‑低温恒温反应浴，8‑低温冷风机，9‑下底板，901‑蛇形冷浴通道，902‑冷浴循环出入口，10‑拟动力加载仪，11‑恒温补水瓶，12‑数据传感采集器。\n具体实施方式\n[0027] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。\n[0028] 本实用新型公开了模拟水热力耦合下铁路基床水土运移至泥浆形成的装置，如图\n1所示，包括亚克力试样筒1、拟动力加载仪10、低温冷风机8、低温恒温反应浴7及恒温补水瓶11，其中，亚克力试样筒1安装在支撑架上，在亚克力试样筒1的上下两端分别安装有顶盖和底板，拟动力加载仪10安装在支撑架上，该拟动力加载仪10的输出端连接有压盘，该压盘经顶盖伸入亚克力试样筒1内，低温冷风机8、低温恒温反应浴7及恒温补水瓶11均安装在支撑架上，低温冷风机8经顶盖与亚克力试样筒1内部连通，底板分别与低温恒温反应浴7和恒温补水瓶11连通；在亚克力试样筒1的内筒壁上安装有多个数据传感采集器12。本实用新型的工作原理及优势在于：首先，将底板安装在支撑架上，然后，将亚克力试样筒1安装在底板上，做好防水，并保证密封性良好，此时底板、亚克力试样筒1、承压板3通过螺栓、螺母的连接成为稳固的整体，下一步进行试样的填筑，并同时填埋数据传感采集器12，在填筑土样完成后，安装顶盖，此时顶盖的进出风口通过导管和低温冷风机8连接起来，并保证拟动力加载仪10的加压杆通过顶盖；最后，用导管将底板的出入口和外部的低温恒温反应浴7连接起来，以及底板与恒温补水瓶11连接起来；连接完毕后，应用橡塑保温板进行包裹保证恒温。\n试验正式开始时，调节拟动力加载仪10，读取记录传感器读数，并同时观察亚克力试样筒1在试验过程中变化情况；由此可知，在进行室内模拟水热力耦合作用下铁路基床水土运移至泥浆形成试验测试时，通过调节拟动力加载仪10，很容易使压盘、试样、数据传感采集器\n12、底板紧密接触；采用补水瓶可以控制理想补水水位，并可以直观的观察液态水试验过程中的迁移量；实验结束后，本实用新型方便拆卸，节约实验者时间；综上，本实用新型结构简单，便于安装拆卸，而且组装后的整体结构稳固，实现了在试验过程中操作简便、实验数据准确、实验具有较高的直观性等优势。\n[0029] 作为本实用新型一个优选的实施例，数据传感采集器12包括±0.1℃的5TE温度水分一体传感器、0～10Mpa的压力传感器、0～100Kpa的孔隙水压力计及数据采集盒，如图7所示，这些传感器分别沿亚克力试样筒1的一端沿曲线分布至另一端。\n[0030] 作为本实用新型一个优选的实施例，如图1所示，在亚克力试样筒1外箍设有多个喉箍5，且这些喉箍5沿亚克力试样筒1的轴向间隔设置。其中，喉箍5的材料为高强度铝合金，并且喉箍5的长度厚度保持一致，喉箍5的作用是起到对亚克力试样筒1在加载工况下的横向固定作用。\n[0031] 作为本实用新型一个优选的实施例，如图1所示，顶盖与底板之间通过多根支撑固定螺杆4紧固连接，而且这些支撑固定螺杆4沿亚克力试样筒1的周向均匀设置，这样使得亚克力试样筒1与顶盖和底板连接成一个稳固的整体，确保实验所承受的强度，并且便于实验前后的组装和拆卸作业。\n[0032] 作为本实用新型一个优选的实施例，如图1‑3所示，顶盖包括顶部盖板2承压板3，其中，承压板3设置在顶部盖板2的下端，该承压板3扣合在亚克力试样筒1的上端，并且承压板3经支撑固定螺杆4与底板连接。承压板3与亚克力试样筒1的扣合为，在承压板3的下端面上构造有环形卡沿301，该环形卡沿301卡接在亚克力试样筒1上端的内壁上。本实施例在顶部盖板2的中心处开设有中心圆孔201，该中心圆孔201用于供拟动力加载仪10的加压杆通过。本实施例在顶部盖板2上还开设有与低温冷风机8连接的两连接口202，低温冷风机8通过这两个连接口202与亚克力试样筒1连通。\n[0033] 作为本实用新型一个优选的实施例，如图1、图4‑6所示，底板包括上底板6和下底板9，其中，下底板9设置在上底板6的下端，上述的亚克力试样筒1的下端与上底板6为可拆卸连接，上底板6和下底板9经多根沿二者周向均匀设置的连接螺栓紧固。本实施例在上底板6的上端面上开设有环形卡槽601，亚克力试样筒1的下端卡置在环形卡槽601内。本实施例在上底板6内设置有十字形的补水凹槽603，在上底板6上构造有与补水凹槽603连通的补水接头602，该补水接头602经导管与恒温补水瓶11连接。本实施例为了冷浴循环充分，在下底板9内构造有蛇形冷浴通道901，在下底板9上构造有与蛇形冷浴通道901连通的冷浴循环出入口902，冷浴循环出入口902与低温恒温反应浴7连通。\n[0034] 最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

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