測試土體在凍結過程中的凍脹變形量即凍脹量。從而計算表征土凍脹性的凍脹率。
適用于原狀的及擾動的粘質土和砂質土。
技術參數(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 進水量自動采集
6、采集儀自動采集溫度 精度0.1℃
7、試樣上下導溫盤：控溫-20℃—100℃，±0.5℃（可編程30段，時間段、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℃，有溫度導孔，凍脹量導孔。
10、試樣溫度量程：-50～200℃±0.1℃
11、變形量測量系統(tǒng)：變形量傳感器：0-30mm±0.01mm 連計算機記錄、存儲、顯示。
12、加壓：.大加載15KN（根據(jù)試樣面積換算壓強）可調設恒定力（反力架高度可調升降）
13、補水裝置測試：恒定水位低于試樣筒，距離可調，注水筒傳感器0-200mm±0.01mm，測試采集注水量。
該機為觸屏式微型工控機，采用PLC采集模塊，采集的數(shù)據(jù)準確穩(wěn)定，信號抗力強。可采集、存儲，實時記錄時間與溫度的變化并形成曲線圖。同時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個溫度通道均可連接溫度傳感器，采集、存儲，實時記錄時間—溫度變化。面板預留2個位移傳感通道，1個液位傳感通道（液位行程150mm）。面板上設有USB接口，可連接鼠標、鍵盤，同時也可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、導出，并且可上傳到電腦進一步分析。
隨機配置：
1、多通道現(xiàn)場土壤溫度采集儀控制主機1臺
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、室內用電：220V
6、可選配無線數(shù)據(jù)傳輸記錄控制監(jiān)測系統(tǒng)（后臺可持續(xù)保存180天）
C096-A 土壤凍脹力試驗儀YM-GA
一、概述
凍土凍脹力試驗儀主 要用于測定土壤在凍結狀態(tài)下的凍脹力及凍脹變形量。本儀器適用于原狀土、擾動粘土、砂土等土的試驗， 廣泛用于工礦、水利水電、鐵道、冶金建筑、交通運輸?shù)刃袠I(yè)。本儀器也可做土的凍融循環(huán)試驗。
二、儀器組成
1、凍土凍脹力試驗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）、計算機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）實時監(jiān)控采集儲存凍脹力、凍脹變形量。
（2）試驗數(shù)據(jù)可自由導出、打印，以便用戶查看分析。
（3）依據(jù)試驗所需，可任意設置采樣頻率（時間間隔，）。
（4）預設試驗停止條件：可預先設置時間，到達預設條件，自動停機，自動停止采集數(shù)據(jù)。
三、主要技術參數(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 （可任意設置）
6、試件上下導溫盤：控溫-20℃～100℃±0.5℃（可編程30段，時間段、溫度段）
7、氣泵：0～1MPa
8、低溫制冷方式：壓縮機
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展
3、能夠以單機或組網(wǎng)形式與本地PC互聯(lián)
4、搭載32位微處理器，整機具有高可靠性，運行穩(wěn)健，高速，工作溫度范圍-20~50℃
5、機身自帶閃存芯片，能夠存儲大于200萬條記錄數(shù)據(jù)，可使用Micro-SD卡導出數(shù)據(jù)到計算機上查看
6、支持擴展工控人機界面(觸摸屏)，提供全圖形界面的數(shù)據(jù)監(jiān)測與控制操作
7、具備在系統(tǒng)固件升級功能
8、90×114mm工控盒形式，導軌安裝，裝配施工與維護方便
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，利用高頻電子技術制造的高精度、高靈敏度的測量土壤水分的傳感器。通過測量土壤的介電常數(shù)，能直接穩(wěn)定地反映各種土壤的真實水分含量。
土壤水分傳感器可測量土壤水分的體積百分比，是目前..上.流行的土壤水分測量方法。
特點：
1、體積小巧、測量精度高、響應速度快、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、土質影響較小、應用地區(qū)廣泛
4、測量精度高、性能可靠、..工作正常、相應速度快、數(shù)據(jù)傳輸效率高
技術參數(shù)
1、測量參數(shù)：土壤容積含水率
2、測量單位：%( m3/m3)
3、測量量程：0～....
4、測量精度：0～50%（m3/m3）范圍內為±2%（m3/m3）
5、工作范圍：-30℃～70℃
6、穩(wěn)定時間：通電后1秒
7、響應時間：＜1秒
8、測量區(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）； 4線制（RS485）
6、供電電壓：5～24V DC
7、輸出信號：0～2.5V DC
軟件界面
水凍結后體積膨脹9%，實際上由于凍結過程中水分向凍結鋒面遷移，土體凍結后的體積增加往往會大于原地水分凍結造成的體脹。
實際上由于凍結過程中水分向凍結鋒面遷移，土體凍結后的體積增加往往會大于原地水分凍結造成的體脹。
土中水凍結引起的土體膨脹現(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（見凍融時水分遷移）與凍結面一致時產(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面之間相隔一個凍結緣時產(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個因素。
①土的條件。包括土的粒度成分、礦物成分、化學成分和密度等，其中.主要的是土的粒度成分。大的凍脹通常發(fā)生在細粒土中，其中粉質亞粘土和粉質亞砂土中的水分遷移.為強烈，因而凍脹性.強。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，凍結時一般不產(chǎn)生水分遷移，所以不具凍脹性。細砂凍結時，水產(chǎn)生反向（即向未凍土方向）轉移，出現(xiàn)排水現(xiàn)象。也不具凍脹性。在天然情況下，凍土粒度常是粗細混雜的，當粉粘粒（粒徑小于0.05毫米）含量高于5％時,便具有凍脹性。凍土的礦物成分對凍脹性也有影響：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。土的密度對凍脹的影響較為復雜。
②水的條件。并非所有含水的土凍結時都會產(chǎn)生凍脹。只有當土中的水分超過某一界限值后，土的凍結才會產(chǎn)生凍脹。這個界限即為該土的起始凍脹含水量。當土體含水量小于其起始凍脹含水量時，土中有足夠的孔隙容納未凍水和冰，冰結時沒有凍脹。按有無水分的補給，劃分為兩種凍脹：封閉系統(tǒng)凍脹，在凍結過程中沒有外來水分補給，凍脹形成的冰層較薄,凍脹也較小;開敞系統(tǒng)凍脹，在凍結過程中有外來水分補給，凍脹形成的冰層厚，產(chǎn)生強烈的凍脹。在天然情況下，水分補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溫度。當溫度低于起始凍脹溫度時,由于凍土中未凍水繼續(xù)凍結成冰,土體仍有凍脹。當溫度繼續(xù)降低至某一值時，在封閉系統(tǒng)中未凍水結成冰的數(shù)量已可忽略不計,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。凍結速度對凍脹也有影響：冷卻強度大時，凍結面迅速向未凍部分推移，未凍部分的水來不及向凍結面遷移就在原地凍結成冰，無明顯凍脹；冷卻強度小時，凍結面推移慢，未凍水克服沿途阻力后到分凝成冰面結冰，在外部水源補給下，凍結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溫度，增加凍土中的未凍水含量，同時影響引起凍結時水分遷移的抽吸力，減少向凍結面的水分遷移量，從而減小凍脹。中止粘性土的凍脹需要極大的壓力，在實踐中目前很難做到。
水凍結后體積膨脹9%，實際上由于凍結過程中水分向凍結鋒面遷移，土體凍結后的體積增加往往會大于原地水分凍結造成的體脹。
實際上由于凍結過程中水分向凍結鋒面遷移，土體凍結后的體積增加往往會大于原地水分凍結造成的體脹。
土中水凍結引起的土體膨脹現(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（見凍融時水分遷移）與凍結面一致時產(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面之間相隔一個凍結緣時產(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個因素。
①土的條件。包括土的粒度成分、礦物成分、化學成分和密度等，其中.主要的是土的粒度成分。大的凍脹通常發(fā)生在細粒土中，其中粉質亞粘土和粉質亞砂土中的水分遷移.為強烈，因而凍脹性.強。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，凍結時一般不產(chǎn)生水分遷移，所以不具凍脹性。細砂凍結時，水產(chǎn)生反向（即向未凍土方向）轉移，出現(xiàn)排水現(xiàn)象。也不具凍脹性。在天然情況下，凍土粒度常是粗細混雜的，當粉粘粒（粒徑小于0.05毫米）含量高于5％時,便具有凍脹性。凍土的礦物成分對凍脹性也有影響：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。土的密度對凍脹的影響較為復雜。
②水的條件。并非所有含水的土凍結時都會產(chǎn)生凍脹。只有當土中的水分超過某一界限值后，土的凍結才會產(chǎn)生凍脹。這個界限即為該土的起始凍脹含水量。當土體含水量小于其起始凍脹含水量時，土中有足夠的孔隙容納未凍水和冰，冰結時沒有凍脹。按有無水分的補給，劃分為兩種凍脹：封閉系統(tǒng)凍脹，在凍結過程中沒有外來水分補給，凍脹形成的冰層較薄,凍脹也較小;開敞系統(tǒng)凍脹，在凍結過程中有外來水分補給，凍脹形成的冰層厚，產(chǎn)生強烈的凍脹。在天然情況下，水分補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溫度。當溫度低于起始凍脹溫度時,由于凍土中未凍水繼續(xù)凍結成冰,土體仍有凍脹。當溫度繼續(xù)降低至某一值時，在封閉系統(tǒng)中未凍水結成冰的數(shù)量已可忽略不計,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。凍結速度對凍脹也有影響：冷卻強度大時，凍結面迅速向未凍部分推移，未凍部分的水來不及向凍結面遷移就在原地凍結成冰，無明顯凍脹；冷卻強度小時，凍結面推移慢，未凍水克服沿途阻力后到分凝成冰面結冰，在外部水源補給下，凍結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溫度，增加凍土中的未凍水含量，同時影響引起凍結時水分遷移的抽吸力，減少向凍結面的水分遷移量，從而減小凍脹。中止粘性土的凍脹需要極大的壓力，在實踐中目前很難做到。
