冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置

技术领域

本发明涉及冻融富水环境高铁路基稳定性控制技术领域，特别涉及一种冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置。

背景技术

冻融与高速行车荷载耦合作用下路基体系水分迁移物理机制的系统化研究是解决寒区路基冻害防控问题的关键环节。由于路基体系受冻融环境影响形成的温度梯度作用，水分迁移会依赖于已冻区冻结缘的存在持续迁移并再次冻结，此物理机制已存在配套研究设备。针对振动荷载的作用引起路基体系孔隙水压力变化导致水分可能出现迁移的情况尚无此类研究设备，尤其在冻结与振动耦合作用下，路基体系填土受到振动活塞作用水分迁移的量化，以及温度梯度和孔压梯度驱动水分迁移控制方程的推导均需依赖一套科学的设备。

现有三轴设备可满足研究振动荷载作用下被测试试验体动力性能演化等方面的科学问题，或冻融循环引起水分迁移的相关设备可实现温度梯度驱动下被测试单元体试样内部水分迁移的可视化装置。但是上述设备同样存在以下问题：(1)试验装置只可以模拟单一的水分迁移驱动力，不能同时考虑温度梯度与孔压梯度的耦合作用；(2)液态水迁移的量化问题仅依赖于水分传感器，对液态水观测的手段单一且不够直观；(3)补水装置不能充分模拟不同地下水位和动水压力作用下的场地环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置，用于解决上述至少一个技术问题，其能够实现冻融与振动耦合过程的模拟，科学精确还原冻融富水环境高频动载作用下路基填料水分迁移的物理过程，帮助进行冻结与振动耦合下路基填料水迁移机制的系统研究。

本发明的实施例是这样实现的：

一种冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置，其包括样品室模块、动态加载模块、围压控制模块、数字伺服控制模块、高低温控制监测模块、水分补给模块和水分梯度可视化模块。

所述动态加载模块安装在所述样品室模块的垂直侧，为所述样品室模块内的被测试单元16施加模拟振动荷载。

其中，所述动态加载模块对被测试单元16体施加不同幅值、频率、动载类型的动态荷载，以模拟振动荷载作用。

所述围压控制模块安装在所述样品室装置的水平侧，为所述被测试单元16施加水平应力。

其中，所述围压控制模块用于实现土样原位环境中承受的水平应力。

所述高低温控制监测模块连接所述样品室模块，实时调节所述被测试单元16的温度分布。

所述水分补给模块和所述水分梯度可视化模块连接所述样品室模块，实时反馈并调整所述被测试单元16的温度和含水量。

所述样品室模块包括密封舱体，所述密封舱体内设有可更换试样仓罐体。

所述可更换试样仓罐体包括无围压控制需求试样仓罐体和有围压控制需求试样仓罐体。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述动态加载模块包括主反力框架，所述主反力框架上安装有位移传感器1、作动器2、蓄能器3、压液伺服机构4、轮辐传感器5、密封压头6和控制机构。

所述密封压头6安装在所述压液伺服机构4的输出端。

所述轮辐传感器5安装在所述密封压头6上。

所述密封压头6连接所述被测试单元16。

所述控制机构控制所述压液伺服机构4的液压缸出力。

其中，采用压液伺服机构4进行高频伺服控制加载，高精度液压缸出力，压液源提供液压伺服动力。

所述主反力框架采用整体铸造结构，通过安装液压缸实现自反力。设计主框架满足最大10kN加载的反力不变形，通过力学计算确定反力框架刚度，使用光学测量监测刚度变形情况，设计框架刚度为100GN/m。

所述动态加载模块可为土样提供振动环境，模拟高铁路基动态受力条件，其加载频率范围是现有设备6至10倍。可实现对被测试单元16体加载频率范围为0.1Hz至120Hz，动应力幅值范围10kPa至300kPa的动态加载，动荷载加载波形包括:自定义荷载波形、正弦波、半正弦波、冲击波。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述围压控制模块包括伺服电机7、丝杠传动机构8和打气缸9。

所述伺服电机7的输出端通过所述丝杠传动机构8连接所述打气缸9的活塞杆10。

所述打气缸9的缸体上开设有打气缸吸气口11、打气缸活塞排气口12和增压排气口13。

所述打气缸9的活塞杆10连接所述被测试单元16。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述有围压控制需求试样仓罐体包括罐体主体14，所述罐体主体14的底部通过下隔热板26密封，所述下隔热板26上通过硅胶套15安装所述被测试单元16。

所述罐体主体14的上方通过罐体上盖19密封。

所述罐体上盖19的下方安装有上盖保温隔热板20。

所述罐体上盖19上设有开口，开口内安装有上压杆21。

所述上压杆21的下方安装有压杆上隔热板18。

所述罐体主体14上设有围压进气口28。

所述罐体主体14外设有保温层22。

所述保温层22内安装有保温材料23。

所述动态加载模块的输出端连接所述上压杆21。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述无围压控制需求试样仓罐体包括下底板30，所述下底板30上通过硅胶套15安装所述被测试单元16。

所述罐体上盖19上设有开口，开口内安装有上压杆21。

所述上压杆21的上方安装有压杆上隔热板18。

所述动态加载模块的输出端连接所述压杆上隔热板18。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述高低温控制监测模块包括温度传感器、高低温冷浴循环机构和数据采集显示与反馈控制机构。

所述高低温冷浴循环机构包括水浴压头17和水浴循环腔29。

所述被测试单元16的上方通过卡箍27安装所述水浴压头17。

所述压杆上隔热板18的下方连接所述水浴压头17。

所述上压杆21内安装所述水浴循环腔29。

所述水浴循环腔29连接所述水浴压头17。

所述温度传感器30安装在所述被测试单元16内。

所述数据采集显示与反馈控制机构31连接所述水浴循环腔29。

其中，所述温度传感器30采集所述被测试单元16的实时温度。

所述高低温冷浴循环机构实现冷液在被测试单元16试样顶部的持续循环，以达到调控试样温度的目的。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述高低温控制监测模块包括温度传感器30、高低温冷浴循环机构和数据采集显示与反馈控制机构31。

所述高低温冷浴循环机构包括水浴压头17和水浴循环腔29。

所述被测试单元16的上方通过罐体上盖19安装所述水浴压头17。

所述上压杆21的下方连接所述水浴压头17。

所述上压杆21内安装所述水浴循环腔29。

所述水浴循环腔29连接所述水浴压头17。

所述温度传感器30安装在所述被测试单元16内。

所述数据采集显示与反馈控制机构31连接所述水浴循环腔29。

其中，所述温度传感器30采集所述被测试单元16的实时温度。

所述高低温冷浴循环机构实现冷液在被测试单元16试样顶部的持续循环，以达到调控试样温度的目的。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述数字伺服控制模块连接所述被测试单元16，采集所述被测试单元16的轴向压力、位移、变形环向压力、围压压力、水压压力、温度的变量参数。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述水分梯度可视化模块包括工业相机35、紫光灯、补光灯和图像处理终端37。

所述工业相机35安装在支架36上，对所述被测试单元16内的水分进行拍照。

所述紫光灯和所述补光灯设在所述样品室模块上方。

所述工业相机35、所述紫光灯和所述补光灯连接所述图像处理终端37。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述水分补给模块包括马氏补水瓶32、动水压力控制器33、连接管路和补水底座34。

所述被测试单元16下方设有透水孔板25。

所述被测试单元16和所述透水孔板25之间形成所述补水底座34。

所述补水底座34内安装透水石24。

所述马氏补水瓶32通过所述连接管路连接所述补水底座34。

所述连接管路上安装所述动水压力控制器33。

其中，通过马氏补水瓶32、动水压力控制器33对补水底座34内的水分进行补充，形成常压、变压两部分，补水时保证水分在土样的底部既可接触试样到又不能侵泡试样。

所述补水底座34内设有压力传感器。

其中，所述压力传感器采集供水压力，通过压力判断水分上升位置，以保证压力数据实时采集记录。

所述马氏瓶内的液态水采用特质示踪溶液。

其中，所述水分补给模块通过试样底部的底座设置补水系统，实现动态加载过程中液态水持续补给。

结合工业相机35及其配套设备拍摄振动加载过程中液态水上升高度，实现振动活塞效应下水分重分布的可视化测试。

本发明实施例的有益效果是：

本发明通过自主设计的集加载、控温、补水三位一体的被测试单元，实现动静态加载同时控制试样温度和补水状态的目的，为研究温度梯度与孔压梯度的耦合作用下试样水分迁移提供了初始条件。

本发明通过自主设计的水分梯度可视化模块，利用工业相机对示踪剂色彩的敏感捕捉功能实现对水分梯度的可视化监测，为定量分析动载与冻融耦合作用下试样水迁移问题提供必要支撑。

本发明通过自主设计的水分补给模块，包括常压、变压两种补水方式，可实现模拟不同动水压力和地下水位线的补水条件，为系统分析不同场地环境下的水分补给效果提供可靠的科学衡量标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置整体结构示意图；

图2为图1中A-A处剖视结构示意图；

图3为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的有围压控制需求试样仓罐体结构示意图；

图4为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的无围压控制需求试样仓罐体结构示意图；

图5为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的围压控制模块主视结构示意图；

图6为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的围压控制模块俯视结构示意图；

图7为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的围压控制模块右视结构示意图；

图8为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的水分补给模块结构示意图；

图9为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的水分梯度可视化模块结构示意图；

图10为本发明冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的模式结构示意图；

图中：1-位移传感器；2-作动器；3-蓄能器；4-压液伺服机构；5-轮辐传感器；6-密封压头；7-伺服电机；8-丝杠传动机构；9-打气缸；10-活塞杆；11-打气缸吸气口；12-打气缸活塞排气口；13-增压排气口；14-罐体主体；15-硅胶套；16-被测试单元；17-水浴压头；18-压杆上隔热板；19-罐体上盖；20-上盖保温隔热板；21-上压杆；22-保温层；23-保温材料；24-透水石；25-透水孔板；26-下隔热板；27-卡箍；28-围压进气口；29-水浴循环腔；30-温度传感器；31-反馈控制机构；32-马氏补水瓶；33-动水压力控制器；34-补水底座；35-工业相机；36-支架；37-图像处理终端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。

请参照图1至图10，本发明的第一个实施例提供一种冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置，其包括样品室模块、动态加载模块、围压控制模块、数字伺服控制模块、高低温控制监测模块、水分补给模块和水分梯度可视化模块。

所述动态加载模块安装在所述样品室模块的垂直侧，为所述样品室模块内的被测试单元16施加模拟振动荷载。

其中，所述动态加载模块对被测试单元16体施加不同幅值、频率、动载类型的动态荷载，以模拟振动荷载作用。

所述围压控制模块安装在所述样品室装置的水平侧，为所述被测试单元16施加水平应力。

其中，所述围压控制模块用于实现土样原位环境中承受的水平应力。

所述高低温控制监测模块连接所述样品室模块，实时调节所述被测试单元16的温度分布。

所述水分补给模块和所述水分梯度可视化模块连接所述样品室模块，实时反馈并调整所述被测试单元16的温度和含水量。

所述样品室模块包括密封舱体，所述密封舱体内设有可更换试样仓罐体。

所述可更换试样仓罐体包括无围压控制需求试样仓罐体和有围压控制需求试样仓罐体。

所述样品室模块设计围压加载压力室满足1000kPa承压，满载荷压力下不变形不渗漏。三轴围压样品室采用高强度高耐腐蚀的SUS316不锈钢材料加工而成，三轴围压室设计为一键密封架构，让试验更加便捷方便。围压室内部设计加工，10通道高压电子电路转换器，转换器耐压设计10MPa，满足试样中传感器的信号引出。高透光度材料，可以实现土样变形可视化，水分迁移可视化。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述动态加载模块包括主反力框架，所述主反力框架上安装有位移传感器1、作动器2、蓄能器3、压液伺服机构4、轮辐传感器5、密封压头6和控制机构。

所述密封压头6安装在所述压液伺服机构4的输出端。

所述轮辐传感器5安装在所述密封压头6上。

所述密封压头6连接所述被测试单元16。

所述控制机构控制所述压液伺服机构4的液压缸出力。

所述位移传感器1采用磁制位移传感器。

所述作动器2采用高频静压加载作动器。

其中，采用压液伺服机构4进行高频伺服控制加载，高精度液压缸出力，压液源提供液压伺服动力。

所述主反力框架采用整体铸造结构，通过安装液压缸实现自反力。设计主框架满足最大10kN加载的反力不变形，通过力学计算确定反力框架刚度，使用光学测量监测刚度变形情况，设计框架刚度为100GN/m。

所述动态加载模块可为土样提供振动环境，模拟高铁路基动态受力条件，其加载频率范围是现有设备6至10倍。可实现对被测试单元16体加载频率范围为0.1Hz至120Hz，动应力幅值范围10kPa至300kPa的动态加载，动荷载加载波形包括:自定义荷载波形、正弦波、半正弦波、冲击波。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述围压控制模块包括伺服电机7、丝杠传动机构8和打气缸9。

所述伺服电机7的输出端通过所述丝杠传动机构8连接所述打气缸9的活塞杆10。

所述打气缸9的缸体上开设有打气缸吸气口11、打气缸活塞排气口12和增压排气口13。

所述打气缸9的活塞杆10连接所述被测试单元16。

围压采用高压伺服螺杆泵加载，最大加载力值600kPa，控制加载压力精度为10kPa，加压速率在10kPa-50kPa/s闭环自由控制。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述有围压控制需求试样仓罐体包括罐体主体14，所述罐体主体14的底部通过下隔热板26密封，所述下隔热板26上通过硅胶套15安装所述被测试单元16。

所述罐体主体14的上方通过罐体上盖19密封。

所述罐体上盖19的下方安装有上盖保温隔热板20。

所述罐体上盖19上设有开口，开口内安装有上压杆21。

所述上压杆21的下方安装有压杆上隔热板18。

所述罐体主体14上设有围压进气口28。

所述罐体主体14外设有保温层22。

所述保温层22内安装有保温材料23。

所述动态加载模块的输出端连接所述上压杆21。

所述有围压控制需求试样仓罐体采用高强度高耐腐蚀的透明不锈钢材料加工而成，设置传感器引线导出预留孔，上下顶面设置螺栓孔固定于样品室底座，透明样品室顶部中空空间内设置一圈补光灯，可以实现土样变形可视化，水分迁移可视化。

所述有围压控制需求试样仓罐体的最低围压在25kPa，最高围压在300kPa，围压控制精度为±0.5kPa。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述无围压控制需求试样仓罐体包括下底板30，所述下底板30上通过硅胶套15安装所述被测试单元16。

所述罐体上盖19上设有开口，开口内安装有上压杆21。

所述上压杆21的上方安装有压杆上隔热板18。

所述动态加载模块的输出端连接所述压杆上隔热板18。

所述无围压控制需求试样仓罐体采用高强度有机玻璃加工，高透光度材料，预留传感器导线出口，上下顶面设置螺栓孔固定于样品室底座，透明样品室顶部中空空间内设置一圈补光灯，可以实现土样变形可视化，水分迁移可视化。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述高低温控制监测模块包括温度传感器、高低温冷浴循环机构和数据采集显示与反馈控制机构。

所述高低温冷浴循环机构包括水浴压头17和水浴循环腔29。

所述被测试单元16的上方通过卡箍27安装所述水浴压头17。

所述压杆上隔热板18的下方连接所述水浴压头17。

所述上压杆21内安装所述水浴循环腔29。

所述水浴循环腔29连接所述水浴压头17。

所述温度传感器30安装在所述被测试单元16内。

所述数据采集显示与反馈控制机构31连接所述水浴循环腔29。

所述数据采集显示与反馈控制机构的主程序基于Python语言平台自主编写。

其中，所述温度传感器30采集所述被测试单元16的实时温度。

所述高低温冷浴循环机构实现冷液在被测试单元16试样顶部的持续循环，以达到调控试样温度的目的。采用温度梯度控制的方法控制所述被测试单元16的温度，精度为±0.5℃/cm。

具体的，通过被测试单元16内单位厚度试样的温度差值的控制，实现温度梯度控制。通过获取得到的温度梯度(温度差值)结果掌握试样整体温度状态。

所述测试单元16内试样的单位厚度不做限制，通过对温度大小的判断(是否达到预设要求)和反馈，控制高低温冷浴循环机构实现实际温度梯度与预设温度梯度的对应。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述高低温控制监测模块包括温度传感器30、高低温冷浴循环机构和数据采集显示与反馈控制机构31。

所述高低温冷浴循环机构包括水浴压头17和水浴循环腔29。

所述被测试单元16的上方通过罐体上盖19安装所述水浴压头17。

所述上压杆21的下方连接所述水浴压头17。

所述上压杆21内安装所述水浴循环腔29。

所述水浴循环腔29连接所述水浴压头17。

所述温度传感器30安装在所述被测试单元16内。

所述数据采集显示与反馈控制机构31连接所述水浴循环腔29。

其中，所述温度传感器30采集所述被测试单元16的实时温度。

所述高低温冷浴循环机构实现冷液在被测试单元16试样顶部的持续循环，以达到调控试样温度的目的。

所述高低温控制监测模块还原模拟地层环境温度，采用纳米气凝胶装置实现保温，采用温度传感器30试样实时温度，反馈给控制系统，控制系统根据设定温度控制温度的增加和降低。温度传感器30热电偶式传感器以保证长期测试时间范围内测试数据的稳定性；温度加载范围室温-30℃～30℃，测控精度±1℃，温度分辨率0.1℃。温度加载和实现程序升降温，温控速率1℃/min。设计一种可供冷液循环、补水、加载3方面需求的试样帽，该试样冒用于试样顶部和底部，在满足加载需求的同时可通过其对试样进行降温和补水。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述数字伺服控制模块连接所述被测试单元16，采集所述被测试单元16的轴向压力、位移、变形环向压力、围压压力、水压压力、温度的变量参数。

所述数字伺服控制模块为自主研发的伺服采集控制系统模块，通过采集变量参数控制试验机的加载变量。

所述数字伺服控制模块的控制系统嵌入控制程序，通过计算机控制软件发起控制命令，控制器将命令下达作动器等执行部件，形成实时采集实时反馈控制。伺服控制器高达100kHz控制频率,采样频率和数据传递速率，以低于100μs(0.1毫秒)为基本单位可自行调整，控制器采用64位高精度处理器，32位测量分辨率和24位数模转换器，模拟信号分辨率±250,000码(可调)，控制器可同时采集数字信号、模拟信号以及脉冲信号等实时控制。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述水分梯度可视化模块包括工业相机35、紫光灯、补光灯和图像处理终端37。

所述工业相机35安装在支架36上，对所述被测试单元16内的水分进行拍照。

所述紫光灯和所述补光灯设在所述样品室模块上方。

所述工业相机35、所述紫光灯和所述补光灯连接所述图像处理终端37。

在本发明较佳的实施例中，上述冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的所述水分补给模块包括马氏补水瓶32、动水压力控制器33、连接管路和补水底座34。

所述被测试单元16下方设有透水孔板25。

所述被测试单元16和所述透水孔板25之间形成所述补水底座34。

所述补水底座34内安装透水石24。

所述马氏补水瓶32通过所述连接管路连接所述补水底座34。

所述连接管路上安装所述动水压力控制器33。

所述动水压力控制器33采用高精度阀组。

其中，通过马氏补水瓶32、动水压力控制器33对补水底座34内的水分进行补充，形成常压、变压两部分，补水时保证水分在土样的底部既可接触试样到又不能侵泡试样。

所述补水底座34内设有压力传感器。

其中，所述压力传感器采集供水压力，通过压力判断水分上升位置，以保证压力数据实时采集记录。

所述马氏瓶内的液态水采用特质示踪溶液。

所述马氏瓶内的液态水采用(C

其中，所述水分补给模块通过试样底部的底座设置补水系统，实现动态加载过程中液态水持续补给。

所述被测试单元16内还设有水分传感器，用于监测所述被测试单元16内的水分含量。

所述水分传感器监测的精度误差范围在1％/cm。

结合工业相机35及其配套设备拍摄振动加载过程中液态水上升高度，实现振动活塞效应下水分重分布的可视化测试。

请参照图1至图10，本发明的第二个实施例提供一种冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置的使用方法，包括：

根据实验工况确定试样是否需要模拟不同初始地应力状态，若需要则使用三轴样品室，若不需要则使用透明样品室，在工作台上安装好试样设置动态加载参数，包括波形、频率、加载次、动应力水平等。

将装入试样的样品室与高低温控制监测模块和水分补给模块以及水分梯度可视化模块连接。将预先配置好的荧光素失踪也加入马氏补水瓶32，打开动水压力控制器33，设置动水压力参数。

调整液面高度，保证补水底座顶面有少量液体流出的同时马氏补水瓶32中有气泡间断冒出。

开展动态加载与冻融耦合试验，首先设置动态加载参数，包括频率、动应力幅值、动态加载次数，以及加载波形；

然后设置高低温控制参数，设置冷端，即试样顶端温度为负温，同时开启试样温度传感器30试样温度进行实时采集，并与预设温度梯度进行对比，通过Python语言程序控制循环冷液流量与流速来控制试样温度；

然后开启水分梯度可视化模块，打开工业相机35光灯，设置拍照采集频率，开始采集试验过程中试样内部水分梯度变化的图片；

根据实验预设工况调整水分(示踪剂溶液)补给模块的动水压力控制器33拟不同试验条件下的水分补给作用，并记录马氏补水瓶32面高度确定补水(示踪剂溶液)量。

根绝高低温控制监测模块显示的试样温度梯度结果，确定是否开启动态加载设备，若试样实际温度梯度与预设温度梯度一致，开启动态加载模块，反之，持续调控高低温控制监测模块，使得试样实际温度梯度与预设温度梯度一致。

本发明实施例旨在保护一种冻融与振动耦合驱动孔隙水迁移试验装置，具备如下效果：

1.本发明通过自主设计的集加载、控温、补水三位一体的被测试单元，实现动静态加载同时控制试样温度和补水状态的目的，为研究温度梯度与孔压梯度的耦合作用下试样水分迁移提供了初始条件。

2.本发明通过自主设计的水分梯度可视化模块，利用工业相机对示踪剂色彩的敏感捕捉功能实现对水分梯度的可视化监测，为定量分析动载与冻融耦合作用下试样水迁移问题提供必要支撑。

3.本发明通过自主设计的水分补给模块，包括常压、变压两种补水方式，可实现模拟不同动水压力和地下水位线的补水条件，为系统分析不同场地环境下的水分补给效果提供可靠的科学衡量标准。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。