一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置及制樣方法
2023-06-04 07:19:46 1
一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置及制樣方法
【專利摘要】本發明公開了一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，包括溫控系統、制樣系統、壓實系統和計算機控制系統；所述溫控系統包括保溫箱、冷浴裝置和循環製冷管道；所述循環製冷管道包括依次貫通的輸送冷卻液管道、螺旋式製冷管道和回收冷卻液管道；所述制樣系統包括制樣室和制樣模具；所述螺旋式製冷管道呈螺旋狀環繞在制樣室外周面上；所述壓實系統包括加載架和壓頭；所述壓頭的加載壓實速率和進程深度均由計算機控制系統控制。本發明還提供了制樣方法，特別適用於利用該制樣裝置在常溫實驗室製得不同凍結速率以及不同凍結與壓實先後順序的凍土試樣，為研究凍結速率以及壓實與凍結順序對土的力學強度特性的影響的試驗提供真實可靠的試樣。
【專利說明】一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置及制樣方法
【技術領域】
[0001]本發明是涉及一種適用於模擬凍土自然形成過程的制樣裝置及制樣方法，具體地說是涉及通過控制製備試樣的凍結速率以及根據需要選擇凍結與壓實這兩種制樣操作的先後順序，從而模擬凍土在多種自然工況下形成過程的制樣裝置及不同的制樣方法。
【背景技術】
[0002]隨著西部大開發戰略的持續進行，季節性凍土地區甚至多年凍土地區的基礎設施建設正在不斷地開展，為了確保該地區工程的安全性與經濟性，有必要對多種自然工況下的凍土力學強度特性進行深入研究。三軸壓縮試驗和無側限抗壓強度試驗在凍土力學性質的研究中有著極為廣泛的應用。在進行這兩種試驗時，製作圓柱形試樣是第一步，製得試樣的好壞直接決定著試驗結果的正確與否，不同的制樣方法也將得到不同的試驗結果。
[0003]在以往的凍土研究和人工凍土物理力學性能試驗MT規範中，凍土的三軸壓縮和無側限抗壓強度試樣的製作方法通常是:先製得一定含水率條件下的常溫試樣，然後連同制樣模具一起放入低於_30°C的恆溫箱中速凍4-6小時，最後將試樣在所需試驗溫度下脫模，並用修土刀修整，裝入塑膠袋中密封，在試驗溫度下養護待用。在這種制樣過程中，一定含水率的土首先經過壓實成為常溫狀態下的圓柱形土樣，然後試樣從常溫降低到_30°C，土樣中的水分完成凍結，形成試驗所需要的凍結試樣。
[0004]然而，凍土地區的季節性凍融實際上是溫度由正溫經過數月緩慢變化到負溫的過程及其逆過程，而晝夜凍融和氣候驟變造成的凍融則是溫度由正溫經過較短時間迅速變化到負溫的過程及其逆過程，因此研究凍結速率對凍土工程穩定的影響具有一定的理論意義和工程價值。
[0005]此外，不同地區的凍土形成方式也有差別，有些地區的凍土是由常溫土經過天然沉降固結再遇低溫氣候凍結而成的，這與規範中所規定的先壓實再凍結的制樣方法類似；但有些地區的凍土是由蓬鬆的自然土經過凍結後再人工壓實形成的，或者由已凍結的土經開挖後再填築而形成的，這種凍土在高寒地區填築工程中比較常見；另外，在某些實際工程中，土的填築過程就伴隨著溫度的降低。而且，土的凍結與壓實的先後順序將會影響冰的形成，也影響冰顆粒與土顆粒的膠結形式與膠結程度，最終勢必影響凍土的力學性質。因此，在製備試樣的過程中考慮試樣凍結與壓實的先後順序將有很大的現實意義。
[0006]目前，參閱凍土方面的相關文獻，有關凍結速率以及凍結與壓實先後順序對凍土力學性質的影響尚未見報導，有關考慮這兩種因素的制樣裝置及制樣方法還未有人提及。因此，研發一種可以考慮這兩種因素，從而模擬不同自然工況下凍土形成過程的制樣裝置及制樣方法，對深入開展凍土力學性質研究具有重要意義。
【發明內容】
[0007]本發明的主要目的在於，克服現有技術製備裝置對於製備試樣所考慮因素上存在偏差而未能製備出更符合不同自然工況下凍土形成過程的試樣等方面的不足，提供一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置及制樣方法，特別適用於利用該裝置在常溫實驗室製得不同凍結速率以及不同凍結與壓實先後順序的凍土試樣，以使研究試樣與自然條件形成下的凍土更符合。
[0008]為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是:
一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，包括溫控系統、制樣系統、壓實系統和計算機控制系統。
[0009]其中，所述溫控系統包括保溫箱、冷浴裝置和循環製冷管道，所述保溫箱通過循環製冷管道與冷浴裝置相連；所述循環製冷管道包括依次貫通的輸送冷卻液管道、螺旋式製冷管道和回收冷卻液管道；所述輸送冷卻液管道和回收冷卻液管道均分布在保溫箱和冷浴裝置之間；所述螺旋式製冷管道位於保溫箱內部；所述輸送冷卻液管道上設置有流量控制器。
[0010]同時，所述制樣系統包括制樣室和制樣模具，所述制樣室直立型設置在保溫箱內部，制樣室的上端開口位於保溫箱上端面；所述制樣模具可匹配式安裝進位樣室容腔中；所述制樣室的底面可拆卸式設置有鋼塊，所述鋼塊中設置有通過連接線與計算機控制系統電連接的溫度傳感器；所述螺旋式製冷管道呈螺旋狀環繞在制樣室外周面上。
[0011]並且，所述壓實系統包括加載架和壓頭；所述加載架可拆卸式設置在保溫箱上端面上；所述壓頭通過壓杆與加載架相連分布在制樣室上端開口的正上方，並可豎直壓入保溫箱內部所設制樣室容腔內的制樣模具中；所述壓頭的加載壓實速率和進程深度均由計算機控制系統控制。
[0012]本發明的制樣裝置進一步設置為:所述壓實系統還包括絕熱板和限位器；所述絕熱板設在壓頭底部並與壓頭底部尺寸相同；所述加載架包括立式門架、與保溫箱上端面接觸的底塊；所述底塊分別分布在保溫箱上端面的兩端邊；所述加載架可通過其底塊底部設有的滾輪而沿著保溫箱上端面作來回移動；所述限位器設在保溫箱上端面上，用於對加載架的來回移動軌跡進行限位。
[0013]本發明的制樣裝置更進一步設置為:所述制樣室鋼塊底部安裝有千斤頂，所述千斤頂用於將完成制樣後的制樣模具連同所制試樣一起頂出；所述鋼塊底部與千斤頂頂部之間設置有與鋼塊底部尺寸相同的隔熱板；所述鋼塊和隔熱板可一體成型後設置在千斤頂頂部。
[0014]本發明的制樣裝置更進一步設置為:所述制樣室為圓柱形，所述制樣模具為圓柱形三開模；所述圓柱形制樣室的內徑與三開模的外徑相同；所述制樣室和三開模的高度均為所需制的試樣高度的2倍。
[0015]本發明的制樣裝置更進一步設置為:所述保溫箱內部填充有聚氨酯泡沫的保溫材料。
[0016]本發明還提供了一種模擬凍土自然形成過程的制樣方法，包括如下步驟:
(1)、組裝好製備試樣所需的模擬凍土自然形成過程的制樣裝置；
(2)、將位於制樣裝置中保溫箱上方的加載架和壓頭從制樣室上端開口的正上方移開，使制樣室的上端開口處於無遮擋狀態；
(3)、在制樣室圓柱形的容腔底部鋪上一層濾紙，再將制樣模具三開模的內表面均勻塗上一層娃油後安裝進位樣室容腔中； (4)、將事先混合拌好的蓬鬆的土樣倒入進位樣模具三開模中；
(5)、移回加載架和壓頭,使壓頭分布在制樣室上端開口的正上方並處於加載壓實操作的初始狀態；然後通過計算機控制系統控制壓頭的加載壓實速率和進程深度使壓頭蓋住三開模上埠，此時壓頭處於準壓狀態，同時壓頭底部的絕熱板可對制樣室進行保溫；
(6)、根據需要製備不同自然形成過程的凍土試樣而採取不同的制樣條件和制樣順序進行製備，所述制樣條件包括試樣所需溫度、凍結速率，所述制樣順序包括凍結與壓實這兩種制樣操作的先後順序；
(7)、待模擬凍土自然形成過程的試樣製備好後，將壓頭從壓實狀態拉出、並連同加載架從制樣室上端開口的正上方移開；
(8)、將製備有試樣的制樣模具三開模連同所制試樣一起從制樣室的容腔中取出，將所制試樣從制樣模具三開模中取出，再放入恆溫箱進行恆溫保養後待用。
[0017]進一步的，所述步驟(6)的制樣順序為先壓實再凍結，或者先凍結再壓實，或者邊凍結邊壓實。
[0018]進一步的，所述步驟(6)中的凍結制樣操作包括，通過輸送冷卻液管道上的流量控制器來調節從冷浴裝置輸送入螺旋式製冷管道的冷卻液流量大小，進而給制樣模具三開模中的土樣進行降溫；通過與計算機控制系統相連的溫度傳感器了解土樣溫度，當測量到的溫度穩定在試樣所需溫度時，即認為降溫結束，完成凍結，同時可計算出試樣的平均凍結速率。
[0019]進一步的，所述步驟(6)中的壓實制樣操作包括，通過計算機控制系統來控制壓頭的加載壓實速率和進程深度，使得制樣模具三開模中原有蓬鬆的土樣在壓頭的壓力作用下慢慢地被壓實到計算機控制系統所預先設定好的試樣高度，從而完成壓實。
[0020]進一步的:所述步驟(8)可通過設置在制樣室底部的千斤頂將製備有試樣的制樣模具三開模連同所制試樣一起從制樣室容腔中頂出；將所制試樣從三開模中分離出來後再放入恆溫箱進行恆溫保養48小時。
[0021 ] 與現有技術相比，本發明一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置及制樣方法具有的有益效果有:
1、與冷浴裝置相連的循環製冷管道包括依次貫通的輸送冷卻液管道、螺旋式製冷管道和回收冷卻液管道，所述螺旋式製冷管道呈螺旋狀環繞在制樣室外周面上，可以保證處於制樣室容腔中的制樣模具三開模內土樣在製備試樣過程中，土樣的上中下各個部位均能得以均勻降溫、快速降溫，因而降溫效率高、所耗能源少。
[0022]2、通過在輸送冷卻液管道上設置流量控制器，來實現調節冷浴裝置輸送入螺旋式製冷管道中冷卻液流量大小的目的，從而達到對不同制樣土樣可採用不同降溫速率的可控需求；通過在制樣室底面的鋼塊中設置與計算機控制系統電連接的溫度傳感器，來及時了解製備過程中的土樣溫度，當測量到的溫度穩定在試樣所需溫度時，即認為降溫結束；而且可根據降溫時間計算出試樣的平均凍結速率，有利於對凍結操作實現定量化控制。
[0023]3、壓實系統和溫控系統是相互獨立的，可通過採取不同的制樣條件和制樣順序進行製備不同的凍土試樣；具體可採用先壓實再凍結或者先凍結再壓實或者邊凍結邊壓實等不同的制樣順序，來模擬不同自然工況下凍土的形成過程，從而製備出符合不同研究所需的真實可靠的試樣。
[0024]4、通過計算機控制系統來實現製備試樣的自動化控制操作，達到數據反應準確、快速，執行操作有序、可靠，制樣過程順暢、可控等諸多目的，而確保試樣製備成功、符合標準。
[0025]5、本發明還具有結構簡單、安裝方便、牢固可靠、製作成本低、利用率高等優點，一個制樣裝置即可模擬多種不同自然工況下凍土形成過程來完成不同試樣的製備，可大幅降低實驗室製備試樣的成本支出。
[0026]上述內容僅是本發明技術方案的概述，為了更清楚的了解本發明的技術手段，下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置的結構示意圖；
圖2為本發明一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置的保溫箱的剖面結構示意圖；
圖3為本發明一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置的制樣模具的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。
[0029]如圖1、圖2及圖3所示，一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，包括溫控系統、制樣系統、壓實系統和計算機控制系統。
[0030]其中，所述溫控系統包括保溫箱1、冷浴裝置2和循環製冷管道，所述保溫箱I通過循環製冷管道與冷浴裝置2相連，所述保溫箱I內部填充有聚氨酯泡沫的保溫材料；所述循環製冷管道包括依次貫通的輸送冷卻液管道21、螺旋式製冷管道22和回收冷卻液管道23 ；所述輸送冷卻液管道21和回收冷卻液管道23均分布在保溫箱I和冷浴裝置2之間；所述螺旋式製冷管道22位於保溫箱I內部；所述輸送冷卻液管道21上設置有流量控制器24。
[0031]所述制樣系統包括制樣室3和制樣模具4，所述制樣室3為圓柱形，所述制樣模具4為圓柱形三開模；所述圓柱形制樣室3的內徑與三開模的外徑相同；所述制樣室3和三開模的高度均為所需制的試樣高度的2倍。所述制樣室3直立型設置在保溫箱I內部，制樣室3的上端開口位於保溫箱I上端面；所述制樣模具4可匹配式安裝進位樣室3容腔中；所述制樣室3的底面可拆卸式設置有鋼塊31，所述鋼塊31中設置有通過連接線50與計算機控制系統5連接的溫度傳感器32 ;所述螺旋式製冷管道22呈螺旋狀環繞在制樣室3外周面上；所述制樣室鋼塊31底部安裝有千斤頂33，所述千斤頂33用於將完成制樣後的制樣模具4連同所制試樣一起頂出；所述鋼塊31底部與千斤頂33頂部之間設置有與鋼塊31底部尺寸相同的隔熱板34 ;所述鋼塊31和隔熱板34可一體成型後設置在千斤頂33頂部。
[0032]所述壓實系統包括加載架6和壓頭7 ;所述加載架6可拆卸式設置在保溫箱I上端面上；所述壓頭7通過壓杆70與加載架6相連分布在制樣室3上端開口的正上方，並可豎直壓入保溫箱I內部所設制樣室3容腔內的制樣模具4中；所述壓頭7的加載壓實速率和進程深度均由計算機控制系統5控制。所述壓實系統還包括絕熱板71和限位器72 ;所述絕熱板71設在壓頭7底部並與壓頭7底部尺寸相同；所述加載架6包括立式門架61、與保溫箱I上端面接觸的底塊62 ;所述底塊62分別分布在保溫箱I上端面的兩端邊；所述加載架6可通過其底塊62底部設有的滾輪63而沿著保溫箱I上端面作來回移動；所述限位器72設在保溫箱I上端面上，數量為四個，用於對加載架6的來回移動軌跡進行限位。
[0033]根據圖1、圖2和圖3所示的制樣裝置可以製備不同自然形成過程的凍土試樣，具體制樣方法的步驟為:先將加載架6通過底塊62底部的滾輪63滑移至保溫箱I上端面一偵牝使得制樣室3的上端開口處於無遮擋狀態，此時的限位器72可以防止加載架6滑移過度翻落；再在制樣室3圓柱形的容腔底部鋪上一層濾紙，將制樣模具三開模的內表面均勻塗上一層矽油後安裝進位樣室3容腔中；然後將事先混合拌好的蓬鬆的土樣倒入進位樣模具三開模中；接著移回加載架6和壓頭7，使壓頭7分布在制樣室3上端開口的正上方並處於加載壓實操作的初始狀態；後通過計算機控制系統5控制壓頭7的加載壓實速率和進程深度，使壓頭7蓋住制樣模具4的上埠，此時壓頭7處於準壓狀態，同時壓頭7底部的絕熱板71可對制樣室3進行保溫。
[0034]再根據需要製備不同自然形成過程的凍土試樣而採取不同的制樣條件和制樣順序進行製備，所述制樣條件包括試樣所需溫度、凍結速率，所述制樣順序包括凍結與壓實這兩種制樣操作的先後順序；然後等待模擬凍土自然形成過程的試樣製備好後，將壓頭7從壓實狀態拉出、並連同加載架6從制樣室3上端開口的正上方移開；最後可通過設置在制樣室3底部的千斤頂33將製備有試樣的制樣模具4連同所制試樣一起從制樣室3容腔中頂出；將所制試樣脫離三開模，再放入恆溫箱進行恆溫保養48小時後待用。
[0035]根據需要製備不同自然形成過程的凍土試樣可採取的制樣順序有先壓實再凍結，或者先凍結再壓實，或者邊凍結邊壓實等順序。
[0036]採用先壓實再凍結的制樣順序具體體現在:先通過計算機控制系統5來控制壓頭7的加載壓實速率和進程深度，使得制樣模具三開模中原有蓬鬆的土樣在壓頭的壓力作用下慢慢地被壓實到計算機控制系統5所預先設定好的試樣高度，從而完成壓實。然後通過輸送冷卻液管道21上的流量控制器24來調節從冷浴裝置2輸送入螺旋式製冷管道22的冷卻液流量大小，進而給制樣模具三開模4中的土樣進行降溫；同時，通過與計算機控制系統5相連的溫度傳感器32 了解土樣溫度，當測量到的溫度穩定在試樣所需溫度時，即認為降溫結束，從而完成凍結。最後將製備有試樣的制樣模具4連同所制試樣一起從制樣室3的容腔中取出，將所制試樣脫離三開模，再放入恆溫箱進行恆溫保養後待用。
[0037]採用先凍結再壓實的制樣順序具體體現在:先通過輸送冷卻液管道21上的流量控制器24來調節從冷浴裝置2輸送入螺旋式製冷管道22的冷卻液流量大小，進而給制樣模具三開模4中的土樣進行降溫；同時，通過與計算機控制系統5相連的溫度傳感器32 了解土樣溫度，當測量到的溫度穩定在試樣所需溫度時，即認為降溫結束，從而完成凍結。然後通過計算機控制系統5來控制壓頭7的加載壓實速率和進程深度，使得制樣模具三開模中原有蓬鬆的土樣在壓頭的壓力作用下慢慢地被壓實到計算機控制系統5所預先設定好的試樣高度，從而完成壓實。最後將製備有試樣的制樣模具4連同所制試樣一起從制樣室3的容腔中取出，將所制試樣脫離三開模後，再放入恆溫箱進行恆溫保養後待用。
[0038]採用邊凍結邊壓實的制樣順序具體體現在:通過輸送冷卻液管道21上的流量控制器24來調節從冷浴裝置2輸送入螺旋式製冷管道22的冷卻液流量大小，進而給制樣模具三開模4中的土樣進行降溫；與此同時，通過計算機控制系統5來控制壓頭7的加載壓實速率和進程深度，使得制樣模具三開模中原有蓬鬆的土樣在壓頭的壓力作用下慢慢地被壓實到計算機控制系統5所預先設定好的試樣高度。期間，通過與計算機控制系統5相連的溫度傳感器32 了解土樣溫度，當測量到的溫度穩定在試樣所需溫度時，即認為降溫結束，同時完成凍結和壓實。最後將製備有試樣的制樣模具4連同所制試樣一起從制樣室3的容腔中取出，將所制試樣脫離三開模後，再放入恆溫箱進行恆溫保養後待用。
[0039]本發明的創新點在於，壓實系統和溫控系統是相互獨立的，可通過採取不同的制樣條件和制樣順序進行製備不同的凍土試樣，為研究凍結速率以及壓實與凍結順序對土的力學強度特性的影響的試驗提供真實可靠的試樣；而且，螺旋式製冷管道和流量控制器的設置更可保證制樣模具三開模內土樣在製備試樣過程中，土樣的上中下各個部位均能得以均勻降溫、快速降溫、可控性降溫，從而實現高效降溫、低能耗制樣，大幅降低實驗室製備試樣的成本支出。
[0040]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，其特徵在於:包括溫控系統、制樣系統、壓實系統和計算機控制系統； 所述溫控系統包括保溫箱、冷浴裝置和循環製冷管道，所述保溫箱通過循環製冷管道與冷浴裝置相連；所述循環製冷管道包括依次貫通的輸送冷卻液管道、螺旋式製冷管道和回收冷卻液管道；所述輸送冷卻液管道和回收冷卻液管道均分布在保溫箱和冷浴裝置之間；所述螺旋式製冷管道位於保溫箱內部；所述輸送冷卻液管道上設置有流量控制器； 所述制樣系統包括制樣室和制樣模具，所述制樣室直立型設置在保溫箱內部，制樣室的上端開口位於保溫箱上端面；所述制樣模具可匹配式安裝進位樣室容腔中；所述制樣室的底面可拆卸式設置有鋼塊，所述鋼塊中設置有通過連接線與計算機控制系統連接的溫度傳感器；所述螺旋式製冷管道呈螺旋狀環繞在制樣室外周面上； 所述壓實系統包括加載架和壓頭；所述加載架可拆卸式設置在保溫箱上端面上；所述壓頭通過壓杆與加載架相連分布在制樣室上端開口的正上方，並可豎直壓入保溫箱內部所設制樣室容腔內的制樣模具中；所述壓頭的加載壓實速率和進程深度均由計算機控制系統控制。
2.根據權利要求1所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，其特徵在於:所述壓實系統還包括絕熱板和限位器；所述絕熱板設在壓頭底部並與壓頭底部尺寸相同；所述加載架包括立式門架、與保溫箱上端面接觸的底塊；所述底塊分別分布在保溫箱上端面的兩端邊；所述加載架可通過其底塊底部設有的滾輪而沿著保溫箱上端面作來回移動；所述限位器設在保溫箱上端面上，用於對加載架的來回移動軌跡進行限位。
3.根據權利要求1所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，其特徵在於:所述制樣室鋼塊底部安裝有千斤頂，所述千斤頂用於將完成制樣後的制樣模具連同所制試樣一起頂出；所述鋼塊底部與千斤頂頂部之間設置有與鋼塊底部尺寸相同的隔熱板；所述鋼塊和隔熱板可一體成型後設置在千斤頂頂部。
4.根據權利要求1所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，其特徵在於:所述制樣室為圓柱形，所述制樣模具為圓柱形三開模；所述圓柱形制樣室的內徑與三開模的外徑相同；所述制樣室和三開模的高度均為所需制的試樣高度的2倍。
5.根據權利要求1所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣裝置，其特徵在於:所述保溫箱內部填充有聚氨酯泡沫的保溫材料。
6.一種模擬凍土自然形成過程的制樣方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)、組裝好製備試樣所需的模擬凍土自然形成過程的制樣裝置； (2)、將位於制樣裝置中保溫箱上方的加載架和壓頭從制樣室上端開口的正上方移開，使制樣室的上端開口處於無遮擋狀態； (3)、在制樣室圓柱形的容腔底部鋪上一層濾紙，再將制樣模具三開模的內表面均勻塗上一層娃油後安裝進位樣室容腔中； (4)、將事先混合拌好的蓬鬆的土樣倒入進位樣模具三開模中； (5)、移回加載架和壓頭,使壓頭分布在制樣室上端開口的正上方並處於加載壓實操作的初始狀態；然後通過計算機控制系統控制壓頭的加載壓實速率和進程深度使壓頭蓋住三開模上埠，此時壓頭處於準壓狀態，同時壓頭底部的絕熱板可對制樣室進行保溫； (6)、根據需要製備不同自然形成過程的凍土試樣而採取不同的制樣條件和制樣順序進行製備，所述制樣條件包括試樣所需溫度、凍結速率，所述制樣順序包括凍結與壓實這兩種制樣操作的先後順序； (7)、待模擬凍土自然形成過程的試樣製備好後，將壓頭從壓實狀態拉出、並連同加載架從制樣室上端開口的正上方移開； (8)、將製備有試樣的制樣模具三開模連同所制試樣一起從制樣室的容腔中取出，將所制試樣從制樣模具三開模中取出，再放入恆溫箱進行恆溫保養後待用。
7.根據權利要求6所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣方法，其特徵在於:所述步驟(6)的制樣順序為先壓實再凍結，或者先凍結再壓實，或者邊凍結邊壓實。
8.根據權利要求6所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣方法，其特徵在於:所述步驟(6)中的凍結制樣操作包括，通過輸送冷卻液管道上的流量控制器來調節從冷浴裝置輸送入螺旋式製冷管道的冷卻液流量大小，進而給制樣模具三開模中的土樣進行降溫；通過與計算機控制系統相連的溫度傳感器了解土樣溫度，當測量到的溫度穩定在試樣所需溫度時，即認為降溫結束，完成凍結，同時可計算出試樣的平均凍結速率。
9.根據權利要求6所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣方法，其特徵在於:所述步驟(6)中的壓實制樣操作包括，通過計算機控制系統來控制壓頭的加載壓實速率和進程深度，使得制樣模具三開模中原有蓬鬆的土樣在壓頭的壓力作用下慢慢地被壓實到計算機控制系統所預先設定好的試樣高度，從而完成壓實。
10.根據權利要求6所述的一種模擬凍土自然形成過程的制樣方法，其特徵在於:所述步驟(8 )可通過設置在制樣室底部的千斤頂將製備有試樣的制樣模具三開模連同所制試樣一起從制樣室容腔中頂出；將所制試樣從三開模中分離出來後再放入恆溫箱進行恆溫保養48小時。
【文檔編號】G01N1/28GK104297030SQ201410544992
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】許雷, 魯洋, 劉斯宏, 李卓, 王柳江, 謝浩, 樊科偉 申請人:河海大學