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原文传递一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统及方法

专利名称：	一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统及方法
摘要：	本发明公开一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统及方法，系统部分包括保温密闭实验室，保温密闭实验室内设有顶部开放的混凝土蓄水池，混凝土蓄水池的外侧壁覆盖包裹有保温隔热层，保温密闭实验室还设有用于对混凝土蓄水池上层水进行降温的降温装置和用于对混凝土蓄水池下层水进行调温的调温装置；另外本发明还公开相应的调节冰层厚度和进行崩塌试验的方法；本发明实现了调节冰层厚度和进行崩塌试验，并在实验室内模拟我国寒冷地区冬季库区结冰和融冰过程的目的，能够为相关科学研究提供技术支持。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	中水北方勘测设计研究有限责任公司
发明人：	张秀崧;张晓敏;牛智勇;武帅;任堂;李梅;范瑞朋;刘顺萍;朱涛;白俊岭;尉霄腾
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910281723.6
公开号：	CN110082284A
代理机构：	宜昌市三峡专利事务所
代理人：	焦磊
分类号：	G01N17/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N17
申请人地址：	300222 天津市河西区洞庭路60号
主权项：	1.一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统，其特征在于：它包括保温密闭实验室（1），保温密闭实验室（1）内设有顶部开放的混凝土蓄水池（2），混凝土蓄水池（2）的外侧壁覆盖包裹有保温隔热层（3），保温密闭实验室（1）还设有用于对混凝土蓄水池（2）上层水进行降温的降温装置（4）和用于对混凝土蓄水池（2）下层水进行调温的调温装置（5）。 2.根据权利要求1所述的一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统，其特征在于：所述降温装置（4）包括保温密闭实验室（1）外的制冷压缩机组（4.1）和位于保温密闭实验室（1）内的冷风释放装置（4.2）。 3.根据权利要求1所述的一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统，其特征在于：所述调温装置（5）包括位于混凝土蓄水池（2）底部的进水管（5.1）和出水管（5.3），所述进水管（5.1）与冷水机（5.2）出水口连接，所述出水管（5.3）与冷水机（5.2）回水口连接，进水管（5.1）和出水管（5.3）上均设有泵和阀门。 4.根据权利要求3所述的一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统，其特征在于：所述冷水机（5.2）包括冷水罐（5.2.1），冷水罐（5.2.1）内设有热交换管（5.2.2），冷水罐（5.2.1）底部设有加热器（5.2.3），热交换管（5.2.2）的进液端和出液端通过管路与制冷机（5.2.4）连接。 5.根据权利要求1所述的一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统，其特征在于：所述混凝土蓄水池（2）底部还设有排空管（6），排空管（6）上设有水位控制阀（6.1）。 6.根据权利要求1所述的一种可调节冰层厚度和进行崩塌试验的系统，其特征在于：所述保温密闭实验室（1）采用砖混结构砌筑或冷库板搭建，其内部六个面均覆盖保温隔热材料；所述混凝土蓄水池（2）采用钢筋混凝土浇筑而成，其侧部开设有冰层厚度观测窗。 7.一种利用权利要求1至6任一项所述系统来调节冰层厚度的方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1）：开启降温装置（4），降温装置（4）的冷风释放装置（4.2）吹出冷风对保温密闭实验室（1）内环境进行降温，使得混凝土蓄水池（2）表面水层开始结冰；步骤2）：持续降温后混凝土蓄水池（2）内冰层厚度从上至下不断增长，通过冰层厚度观测窗观察冰层厚度，当厚度达到预定目标值后关闭降温装置（4）；步骤3）：当需要减小冰层厚度时，开启调温装置（5）内的加热器（5.2.3），冷水罐（5.2.1）内的水升温，使冷水罐（5.2.1）内的热水通过进水管（5.1）进入到混凝土蓄水池（2）底部，而混凝土蓄水池（2）内的冷水通过出水管（5.3）流回至冷水罐（5.2.1）内，从而开始对混凝土蓄水池（2）下层的水进行循环升温过程；步骤4）：通过冰层厚度观测窗观察冰层厚度，当冰层厚度减小到预定目标值后关闭调温装置（5）。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在步骤1）中，当需要对混凝土蓄水池（2）内表层的水进行降温时，同步开启调温装置（5）内的制冷机（5.2.4），冷水罐（5.2.1）内的水降温，使冷水罐（5.2.1）内的冷水通过进水管（5.1）进入到混凝土蓄水池（2）内，对混凝土蓄水池（2）内的水进行预冷过程，当混凝土蓄水池（2）内的水降温到冷水罐（5.2.1）内冷水最低温度值时，关闭调温装置（5）内的制冷机（5.2.4）。 9.一种利用权利要求1至6任一项所述系统来进行崩塌试验的方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1）：开启降温装置（4），降温装置（4）的冷风释放装置（4.2）吹出冷风对保温密闭实验室（1）内环境进行降温，使得混凝土蓄水池（2）表面水层开始结冰；步骤2）：持续降温后混凝土蓄水池（2）内冰层厚度从上至下不断增长，通过冰层厚度观测窗观察冰层厚度，当厚度达到预定目标值后关闭降温装置（4）；步骤3）：开启调温装置（5）内的加热器（5.2.3），冷水罐（5.2.1）内的水升温，使冷水罐（5.2.1）内的热水通过进水管（5.1）进入到混凝土蓄水池（2）底部，而混凝土蓄水池（2）内的冷水通过出水管（5.3）流回至冷水罐（5.2.1）内，从而开始对混凝土蓄水池（2）下层的水进行循环升温过程；步骤4）：通过冰层厚度观测窗观察冰层融化现象，在需要进行崩塌试验时关闭调温装置（5）；步骤5）：打开排空管（6）上的水位控制阀（6.1），冰层底部的水排空，当冰层侧面与混凝土蓄水池（2）内侧壁之间的附着力小于冰层自身重力时，冰层开始崩塌，观测崩塌过程；步骤6）：重复上述步骤，并改变步骤2）中所形成冰层的厚度，观察不同厚度冰层所引起的崩塌过程。
所属类别：	发明专利