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SRT-F955 凍土凍脹力試驗儀的介紹 技術指導

來源:山東賽銳特檢測儀器有限公司   2025年07月17日 09:51  

凍土凍脹力試驗儀的原理是通過模擬凍土在低溫環境下的凍結過程,測量土體因水分凍結膨脹產生的內應力(即凍脹力),以此評估凍土的凍脹性能。

一、核心原理

凍脹現象本質

當環境溫度低于土體凍結溫度時,土中水分會結晶成冰,導致土體體積膨脹。這種膨脹受到周圍約束時會產生內應力,即凍脹力。凍脹力的大小直接影響凍土地區工程結構的穩定性(如凍土路基、隧道等)。

測試目標

通過精確控制試驗條件(溫度、含水率、外荷載等),模擬自然凍脹過程,測量凍脹力的動態變化,為工程設計和科學研究提供數據支持。

二、設備組成與功能

恒溫控制系統

溫度范圍:可模擬低溫環境。

控溫精度:確保試驗溫度穩定性。

分布均勻度:避免局部溫度差異影響結果。

功能:通過制冷/加熱模塊和循環系統,精確控制試樣溫度,模擬凍結/融化過程。

壓力測試系統

傳感器類型:高精度壓力傳感器。

功能:實時監測并記錄凍脹過程中土體產生的內應力(凍脹力)。

變形測量系統

功能:測量土體凍脹引起的變形量,結合凍脹力數據計算凍脹率。

試樣盒與密封機構

材質:304#不銹鋼,耐腐蝕且保溫性能優異。

設計:雙層密封結構,防止水分泄漏和外界溫度干擾。

功能:固定試樣并確保試驗環境封閉性。

補水系統

功能:模擬自然條件下土體水分補給,研究含水率對凍脹力的影響。

數據采集與控制系統

功能:自動記錄溫度、凍脹力、變形量等參數,支持數據導出和分析。

三、測試流程

試樣制備

選取代表性凍土樣本(原狀土或擾動土),按標準尺寸加工成試件。

確保試樣密度、含水率等參數符合試驗要求。

裝夾試樣

將試樣放入試樣盒,連接補水系統(如需模擬補水條件)。

密封試樣盒,確保無泄漏。

設定試驗參數

溫度:設定凍結溫度和降溫速率。

外荷載:根據需要施加恒定壓力或限制變形。

補水條件:設定補水速率或保持封閉狀態。

啟動試驗

恒溫箱開始降溫,同時數據采集系統實時記錄溫度、凍脹力和變形量。

試驗持續至凍脹力穩定或達到預設時間(如72小時)。

數據處理與分析

繪制凍脹力-時間曲線,分析凍脹力發展規律。

計算凍脹率(凍脹變形量與試樣高度的比值),評估土體凍脹性。

四、應用場景

凍土工程研究

評估凍土路基、隧道、橋梁基礎等結構的凍脹穩定性。

優化工程設計參數(如保溫層厚度、排水系統設計)。

材料性能測試

研究不同土質(黏質土、砂質土)的凍脹特性。

測試改良材料(如石灰、水泥)對凍脹的抑制效果。

標準合規性驗證

依據標準,驗證試驗方法準確性。

為工程驗收提供科學依據。



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