測(cè)試土體在凍結(jié)過程中的凍脹變形量即凍脹量。從而計(jì)算表征土凍脹性的凍脹率。
適用于原狀的及擾動(dòng)的粘質(zhì)土和砂質(zhì)土。
技術(shù)參數(shù)
1、試樣筒：外徑120mm±1mm 壁厚10mm±1mm 高100mm± 1mm 也可選配其他試樣筒尺寸
2、試樣筒上下蓋子有接嘴 連接高低溫循環(huán)水浴
3、試樣筒外壁每隔10mm有￠5mm溫度傳感器孔
4、試筒上下蓋子有注水孔
5、恒水頭注水0～200mm 進(jìn)水量自動(dòng)采集
6、采集儀自動(dòng)采集溫度 精度0.1℃
7、試樣上下導(dǎo)溫盤：控溫-20℃—100℃，±0.5℃（可編程30段，時(shí)間段、溫度段）
8、環(huán)境箱尺寸：約750mm×550mm×500mm，有加水及凍脹循環(huán)孔。
9、溫控范圍：0℃—100℃±1℃，有溫度導(dǎo)孔，凍脹量導(dǎo)孔。
10、試樣溫度量程：-50～200℃±0.1℃
11、變形量測(cè)量系統(tǒng)：變形量傳感器：0-30mm±0.01mm 連計(jì)算機(jī)記錄、存儲(chǔ)、顯示。
12、加壓：.大加載15KN（根據(jù)試樣面積換算壓強(qiáng)）可調(diào)設(shè)恒定力（反力架高度可調(diào)升降）
13、補(bǔ)水裝置測(cè)試：恒定水位低于試樣筒，距離可調(diào)，注水筒傳感器0-200mm±0.01mm，測(cè)試采集注水量。
該機(jī)為觸屏式微型工控機(jī)，采用PLC采集模塊，采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定，信號(hào)抗力強(qiáng)。可采集、存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)記錄時(shí)間與溫度的變化并形成曲線圖。同時(shí)也可用于位移和液位的采集。溫度傳感器為PT100傳感器，顯示精度為0.1℃，28個(gè)溫度通道均可連接溫度傳感器，采集、存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)記錄時(shí)間—溫度變化。面板預(yù)留2個(gè)位移傳感通道，1個(gè)液位傳感通道（液位行程150mm）。面板上設(shè)有USB接口，可連接鼠標(biāo)、鍵盤，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、導(dǎo)出，并且可上傳到電腦進(jìn)一步分析。
隨機(jī)配置：
1、多通道現(xiàn)場(chǎng)土壤溫度采集儀控制主機(jī)1臺(tái)
2、溫度傳感器28支（每只傳感器連接5m數(shù)據(jù)線，數(shù)量選配）
3、位移變形傳感器2支（每只傳感器連接5m數(shù)據(jù)線）
4、液位傳感器1支（每只傳感器連接5m數(shù)據(jù)線）
5、室內(nèi)用電：220V
6、可選配無線數(shù)據(jù)傳輸記錄控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（后臺(tái)可持續(xù)保存180天）
C096-A 土壤凍脹力試驗(yàn)儀YM-GA
一、概述
凍土凍脹力試驗(yàn)儀主 要用于測(cè)定土壤在凍結(jié)狀態(tài)下的凍脹力及凍脹變形量。本儀器適用于原狀土、擾動(dòng)粘土、砂土等土的試驗(yàn)， 廣泛用于工礦、水利水電、鐵道、冶金建筑、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。本儀器也可做土的凍融循環(huán)試驗(yàn)。
二、儀器組成
1、凍土凍脹力試驗(yàn)儀主要由氣壓反力架、試樣容器、控溫環(huán)境箱、氣壓控制柜、氣源（氣泵）、計(jì)算機(jī)及專用軟件多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。
2、多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能
（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控采集儲(chǔ)存凍脹力、凍脹變形量。
（2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)可自由導(dǎo)出、打印，以便用戶查看分析。
（3）依據(jù)試驗(yàn)所需，可任意設(shè)置采樣頻率（時(shí)間間隔，）。
（4）預(yù)設(shè)試驗(yàn)停止條件：可預(yù)先設(shè)置時(shí)間，到達(dá)預(yù)設(shè)條件，自動(dòng)停機(jī)，自動(dòng)停止采集數(shù)據(jù)。
三、主要技術(shù)參數(shù)
1、試樣（規(guī)格選配）：Φ100×50mm ； Φ150×150mm ；Φ79.8×20mm
2、環(huán)境箱控溫范圍：-30℃～30℃ 精度：0.5℃
3、力值傳感器：0～10KN 精度：0.05%F·S
4、位移傳感器：0～20mm 精度0.01mm
5、加壓方式：氣壓控制 加載范圍：0～700KPa 精度：1KPa （可任意設(shè)置）
6、試件上下導(dǎo)溫盤：控溫-20℃～100℃±0.5℃（可編程30段，時(shí)間段、溫度段）
7、氣泵：0～1MPa
8、低溫制冷方式：壓縮機(jī)
9、電壓：220V 頻率：50Hz
10、多通道土壤水分溫度記錄儀（選配）：
智能數(shù)據(jù)記錄儀
1、符合RS485/CAN協(xié)議規(guī)范，.多支持32節(jié)點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)組成靈活
2、支持256路繼電控制模塊的擴(kuò)展
3、能夠以單機(jī)或組網(wǎng)形式與本地PC互聯(lián)
4、搭載32位微處理器，整機(jī)具有高可靠性，運(yùn)行穩(wěn)健，高速，工作溫度范圍-20~50℃
5、機(jī)身自帶閃存芯片，能夠存儲(chǔ)大于200萬條記錄數(shù)據(jù)，可使用Micro-SD卡導(dǎo)出數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)上查看
6、支持?jǐn)U展工控人機(jī)界面(觸摸屏)，提供全圖形界面的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與控制操作
7、具備在系統(tǒng)固件升級(jí)功能
8、90×114mm工控盒形式，導(dǎo)軌安裝，裝配施工與維護(hù)方便
9、采集路數(shù)：20
10、顯示屏：LCD12864
11、數(shù)據(jù)通信方式：RS485/TTL
12、隨機(jī)配8支水分傳感器（每只傳感器帶5m數(shù)據(jù)線）
13、分線器2支（一拖四）
土壤水分溫度傳感器（一體）試樣溫度量程：-50～200℃±0.1℃
土壤水分傳感器是一款基于頻域反射原理，利用高頻電子技術(shù)制造的高精度、高靈敏度的測(cè)量土壤水分的傳感器。通過測(cè)量土壤的介電常數(shù)，能直接穩(wěn)定地反映各種土壤的真實(shí)水分含量。
土壤水分傳感器可測(cè)量土壤水分的體積百分比，是目前..上.流行的土壤水分測(cè)量方法。
特點(diǎn)：
1、體積小巧、測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快、互換性好
2、密封性好、可直接埋入土壤中使用、且不受腐蝕
3、土質(zhì)影響較小、應(yīng)用地區(qū)廣泛
4、測(cè)量精度高、性能可靠、..工作正常、相應(yīng)速度快、數(shù)據(jù)傳輸效率高
技術(shù)參數(shù)
1、測(cè)量參數(shù)：土壤容積含水率
2、測(cè)量單位：%( m3/m3)
3、測(cè)量量程：0～....
4、測(cè)量精度：0～50%（m3/m3）范圍內(nèi)為±2%（m3/m3）
5、工作范圍：-30℃～70℃
6、穩(wěn)定時(shí)間：通電后1秒
7、響應(yīng)時(shí)間：＜1秒
8、測(cè)量區(qū)域：以..探針為中心的直徑為7cm、高為7cm的圓柱體
物理參數(shù)
1、探針長(zhǎng)度：55mm
2、探針直徑：￠3mm
3、探針材料：不銹鋼
4、密封材料：ABS工程塑料
5、電纜規(guī)格： 3線制（模擬信號(hào)）； 4線制（RS485）
6、供電電壓：5～24V DC
7、輸出信號(hào)：0～2.5V DC
軟件界面
水凍結(jié)后體積膨脹9%，實(shí)際上由于凍結(jié)過程中水分向凍結(jié)鋒面遷移，土體凍結(jié)后的體積增加往往會(huì)大于原地水分凍結(jié)造成的體脹。
實(shí)際上由于凍結(jié)過程中水分向凍結(jié)鋒面遷移，土體凍結(jié)后的體積增加往往會(huì)大于原地水分凍結(jié)造成的體脹。
土中水凍結(jié)引起的土體膨脹現(xiàn)象。在天然情況下，土的不均勻凍脹可形成凍脹丘（見冰緣地貌）。土的凍脹產(chǎn)生極大的凍脹力。凍脹具有不均勻性，使建造物產(chǎn)生不均勻變形，這種不均勻變形一旦超過允許值，建造物就被破壞。
類型有3種：
①一次凍脹,指分凝成冰面（見凍融時(shí)水分遷移）與凍結(jié)面一致時(shí)產(chǎn)生的凍脹，在自然界不多見。
②二次凍脹，指分凝成冰面與凍結(jié)面之間相隔一個(gè)凍結(jié)緣時(shí)產(chǎn)生的凍脹，在自然界.普遍。
③三次凍脹，由凍土中水分重新分布引起的凍脹，在自然界普遍存在。
影響因素：主要取決于土、水、溫和力 4個(gè)因素。
①土的條件。包括土的粒度成分、礦物成分、化學(xué)成分和密度等，其中.主要的是土的粒度成分。大的凍脹通常發(fā)生在細(xì)粒土中，其中粉質(zhì)亞粘土和粉質(zhì)亞砂土中的水分遷移.為強(qiáng)烈，因而凍脹性.強(qiáng)。粘土由于土粒間孔隙太小，水分遷移有很大阻力，凍脹性較小。砂礫，特別是粗砂和礫石，由于顆粒粗，表面能小，凍結(jié)時(shí)一般不產(chǎn)生水分遷移，所以不具凍脹性。細(xì)砂凍結(jié)時(shí)，水產(chǎn)生反向（即向未凍土方向）轉(zhuǎn)移，出現(xiàn)排水現(xiàn)象。也不具凍脹性。在天然情況下，凍土粒度常是粗細(xì)混雜的，當(dāng)粉粘粒（粒徑小于0.05毫米）含量高于5％時(shí),便具有凍脹性。凍土的礦物成分對(duì)凍脹性也有影響：在常見的粘土礦物中，高嶺土的凍脹量.大,水云母次之,.小。凍土中的鹽分也影響凍脹：通常在凍土中加入可溶鹽可削弱，以致消除土的凍脹。土的密度對(duì)凍脹的影響較為復(fù)雜。
②水的條件。并非所有含水的土凍結(jié)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生凍脹。只有當(dāng)土中的水分超過某一界限值后，土的凍結(jié)才會(huì)產(chǎn)生凍脹。這個(gè)界限即為該土的起始凍脹含水量。當(dāng)土體含水量小于其起始凍脹含水量時(shí)，土中有足夠的孔隙容納未凍水和冰，冰結(jié)時(shí)沒有凍脹。按有無水分的補(bǔ)給，劃分為兩種凍脹：封閉系統(tǒng)凍脹，在凍結(jié)過程中沒有外來水分補(bǔ)給，凍脹形成的冰層較薄,凍脹也較小;開敞系統(tǒng)凍脹，在凍結(jié)過程中有外來水分補(bǔ)給，凍脹形成的冰層厚，產(chǎn)生強(qiáng)烈的凍脹。在天然情況下，水分補(bǔ)給主要來源于大氣降水和地下水。秋末降水多，冬季土的凍脹量就大；地下水位越淺，土的凍脹量也越大。
③溫度條件。土的凍脹開始于某一溫度，稱為起始凍脹溫度，其值略低于該土的起始凍結(jié)溫度。當(dāng)溫度低于起始凍脹溫度時(shí),由于凍土中未凍水繼續(xù)凍結(jié)成冰,土體仍有凍脹。當(dāng)溫度繼續(xù)降低至某一值時(shí)，在封閉系統(tǒng)中未凍水結(jié)成冰的數(shù)量已可忽略不計(jì),土體不再凍脹,該溫度值稱為停止凍脹溫度。粘土的停止凍脹溫度為-8～-10℃，亞粘土為-5～-7℃，亞砂土為-3～-5℃,砂土為-2℃左右。凍結(jié)速度對(duì)凍脹也有影響：冷卻強(qiáng)度大時(shí)，凍結(jié)面迅速向未凍部分推移，未凍部分的水來不及向凍結(jié)面遷移就在原地凍結(jié)成冰，無明顯凍脹；冷卻強(qiáng)度小時(shí)，凍結(jié)面推移慢，未凍水克服沿途阻力后到分凝成冰面結(jié)冰，在外部水源補(bǔ)給下，凍結(jié)面向未凍部分推移越慢，形成的冰層越厚，凍脹也越大。
④壓力條件。增加外部荷載能降低土中水的起始凍結(jié)溫度，增加凍土中的未凍水含量，同時(shí)影響引起凍結(jié)時(shí)水分遷移的抽吸力，減少向凍結(jié)面的水分遷移量，從而減小凍脹。中止粘性土的凍脹需要極大的壓力，在實(shí)踐中目前很難做到。
水凍結(jié)后體積膨脹9%，實(shí)際上由于凍結(jié)過程中水分向凍結(jié)鋒面遷移，土體凍結(jié)后的體積增加往往會(huì)大于原地水分凍結(jié)造成的體脹。
實(shí)際上由于凍結(jié)過程中水分向凍結(jié)鋒面遷移，土體凍結(jié)后的體積增加往往會(huì)大于原地水分凍結(jié)造成的體脹。
土中水凍結(jié)引起的土體膨脹現(xiàn)象。在天然情況下，土的不均勻凍脹可形成凍脹丘（見冰緣地貌）。土的凍脹產(chǎn)生極大的凍脹力。凍脹具有不均勻性，使建造物產(chǎn)生不均勻變形，這種不均勻變形一旦超過允許值，建造物就被破壞。
類型有3種：
①一次凍脹,指分凝成冰面（見凍融時(shí)水分遷移）與凍結(jié)面一致時(shí)產(chǎn)生的凍脹，在自然界不多見。
②二次凍脹，指分凝成冰面與凍結(jié)面之間相隔一個(gè)凍結(jié)緣時(shí)產(chǎn)生的凍脹，在自然界.普遍。
③三次凍脹，由凍土中水分重新分布引起的凍脹，在自然界普遍存在。
影響因素：主要取決于土、水、溫和力 4個(gè)因素。
①土的條件。包括土的粒度成分、礦物成分、化學(xué)成分和密度等，其中.主要的是土的粒度成分。大的凍脹通常發(fā)生在細(xì)粒土中，其中粉質(zhì)亞粘土和粉質(zhì)亞砂土中的水分遷移.為強(qiáng)烈，因而凍脹性.強(qiáng)。粘土由于土粒間孔隙太小，水分遷移有很大阻力，凍脹性較小。砂礫，特別是粗砂和礫石，由于顆粒粗，表面能小，凍結(jié)時(shí)一般不產(chǎn)生水分遷移，所以不具凍脹性。細(xì)砂凍結(jié)時(shí)，水產(chǎn)生反向（即向未凍土方向）轉(zhuǎn)移，出現(xiàn)排水現(xiàn)象。也不具凍脹性。在天然情況下，凍土粒度常是粗細(xì)混雜的，當(dāng)粉粘粒（粒徑小于0.05毫米）含量高于5％時(shí),便具有凍脹性。凍土的礦物成分對(duì)凍脹性也有影響：在常見的粘土礦物中，高嶺土的凍脹量.大,水云母次之,.小。凍土中的鹽分也影響凍脹：通常在凍土中加入可溶鹽可削弱，以致消除土的凍脹。土的密度對(duì)凍脹的影響較為復(fù)雜。
②水的條件。并非所有含水的土凍結(jié)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生凍脹。只有當(dāng)土中的水分超過某一界限值后，土的凍結(jié)才會(huì)產(chǎn)生凍脹。這個(gè)界限即為該土的起始凍脹含水量。當(dāng)土體含水量小于其起始凍脹含水量時(shí)，土中有足夠的孔隙容納未凍水和冰，冰結(jié)時(shí)沒有凍脹。按有無水分的補(bǔ)給，劃分為兩種凍脹：封閉系統(tǒng)凍脹，在凍結(jié)過程中沒有外來水分補(bǔ)給，凍脹形成的冰層較薄,凍脹也較小;開敞系統(tǒng)凍脹，在凍結(jié)過程中有外來水分補(bǔ)給，凍脹形成的冰層厚，產(chǎn)生強(qiáng)烈的凍脹。在天然情況下，水分補(bǔ)給主要來源于大氣降水和地下水。秋末降水多，冬季土的凍脹量就大；地下水位越淺，土的凍脹量也越大。
③溫度條件。土的凍脹開始于某一溫度，稱為起始凍脹溫度，其值略低于該土的起始凍結(jié)溫度。當(dāng)溫度低于起始凍脹溫度時(shí),由于凍土中未凍水繼續(xù)凍結(jié)成冰,土體仍有凍脹。當(dāng)溫度繼續(xù)降低至某一值時(shí)，在封閉系統(tǒng)中未凍水結(jié)成冰的數(shù)量已可忽略不計(jì),土體不再凍脹,該溫度值稱為停止凍脹溫度。粘土的停止凍脹溫度為-8～-10℃，亞粘土為-5～-7℃，亞砂土為-3～-5℃,砂土為-2℃左右。凍結(jié)速度對(duì)凍脹也有影響：冷卻強(qiáng)度大時(shí)，凍結(jié)面迅速向未凍部分推移，未凍部分的水來不及向凍結(jié)面遷移就在原地凍結(jié)成冰，無明顯凍脹；冷卻強(qiáng)度小時(shí)，凍結(jié)面推移慢，未凍水克服沿途阻力后到分凝成冰面結(jié)冰，在外部水源補(bǔ)給下，凍結(jié)面向未凍部分推移越慢，形成的冰層越厚，凍脹也越大。
④壓力條件。增加外部荷載能降低土中水的起始凍結(jié)溫度，增加凍土中的未凍水含量，同時(shí)影響引起凍結(jié)時(shí)水分遷移的抽吸力，減少向凍結(jié)面的水分遷移量，從而減小凍脹。中止粘性土的凍脹需要極大的壓力，在實(shí)踐中目前很難做到。
