[實用新型]變壓變溫加速溶蝕的試驗儀器

有效

• 申請號: 201220022359.5
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN202512108U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 單治鋼;彭鵬;賈海波;董育煩
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團華東勘測設計研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本實用新型涉及一種變壓變溫加速溶蝕的試驗儀器，主要適用于水利水電工程、交通、礦山等地下工程。

背景技術

建造在巖溶工程區的地下建筑，如深埋洞室等，一方面由于上部或者側向二次施工，在改造過程中，引起局部壓力的改變，另一方面由于與侵蝕性水接觸，而當水體來自地表，且滲流途徑又較短，其溫度很容易受外界影響，冬夏交替，就形成了一種變壓變溫的外界條件，巖溶區圍巖由于和滲流侵蝕性水接觸，其鈣離子的流失，造成其力學性質的衰減，引起圍巖老化。滲透水不僅通過改變成分(主要是鈣離子)、結構和性狀來逐漸減弱巖土體(包括人工材料)的強度，而且通過改變巖土體的滲透特性、滲流形態和應力狀態來最終影響工程區建筑的穩定性，從而也影響到建筑功能的正常發揮，縮短建筑的服役壽命，會直接威脅到人民生命及財產的安全。一般這類工程建筑需要服役幾十年或者更長，那么，在變壓變溫條件下，鈣離子隨壓力、溫度及時問等多重作用下，變化特征尚無有效的定量評判，且工程建筑巖土體在該種條件下，溶蝕幾十年后的工程耐久性特性亦無法預測。傳統三軸試驗儀器大多局限在考察巖土體的工程力學性狀、尋求合理設計參數上，而將其運用在變溫變壓加速溶蝕試驗上卻并不多見。傳統的儀器的構造如圖1和2所示，由三大部分組成：第一部分為主機100，包括受壓室101和豎向應力施加系統；第二部分是圍壓系統102；第三部分為孔壓系統103。試驗時，將試樣包裹在橡皮膜內置于受壓室101的底座上，通過圍壓系統102對試樣施加均勻壓力；通過傳力桿104施加軸向應力；通過孔壓系統103測定孔隙水壓力。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：針對上述存在的問題提供一種變壓變溫加速溶蝕的試驗儀器，對工程區內、變壓變溫條件下的碳酸鹽巖地層，采用加速溶蝕的方法，一方面通過滲透水水質的變化，研究巖土體的溶蝕特征及其速率，以實時掌握鈣離子的溶蝕變化規律，另一方面為準確掌握巖溶區建筑服役若干年后的工程特性依時變化特征，為補強支護提供較有效的科學依據，并為后續的物理力學試驗提供依據和數據。

本實用新型所采用的技術方案是：變壓變溫加速溶蝕的試驗儀器，包括耐酸耐壓容器，以及與其出水口連通的尾水裝置，其特征在于：所述耐酸耐壓容器內對稱布置兩塊與耐酸耐壓容器內壁密封接觸、且可在其內滑動的圍壓板，形成一用于放置試樣的密閉圍壓倉，各圍壓板遠離試樣一側依次連接傳力桿I和位于耐酸耐壓容器外部的圍壓伺服器；試樣安放好后在其上方形成一密閉的軸壓倉，該軸壓倉內布置一塊透水墊片，該透水墊片遠離試樣一側依次連接傳力桿II和位于耐酸耐壓容器外部的軸壓伺服器；所述圍壓倉和軸壓倉分別通過玻璃導管連接裝有試驗用水的玻璃容器，且玻璃導管上分別安裝有高壓泵和溫控儀，所述玻璃導管與圍壓倉連通處設置用于防止倉內水回流的單向閥；所述軸壓倉上設有與其內部連通的壓力表。

所述尾水裝置包括與耐酸耐壓容器出水口連通的出水導管，以及位于該出水導管出水端的尾水收集容器，所述出水導管上裝有鈣離子探測器，該探測器上設置伸入出水導管內的探針。

所述試驗儀器還包括一中空的試驗臺，所述耐酸耐壓容器放置于試驗臺的上表面，尾水裝置則放置于試驗臺的空腔內。

所述玻璃導管上安裝有流量儀。

本實用新型的有益效果是：本實用新型設置軸壓伺服器和圍壓伺服器，分別通過與之連接的傳力桿向試樣施加軸壓和圍壓，同時巖溶水與試樣完全接觸，并參與物理化學反應，且該巖溶水的壓力溫度可調，能夠更加真實的模擬巖溶區圍巖的溶蝕情況，從而保證了試驗結果的可靠性；在尾水導管中布置鈣離子動態監測計，通過滲透水水質的變化，研究巖土體的溶蝕特征及其速率，以實時掌握鈣離子的溶蝕變化規律；同時可根據尾水測量數據，得到試樣的溶蝕速率，評判巖土體或建筑物在擬定服役年限內的穩定性，以確定是否需要對其進行補強處理，為保證工程穩定性提供了科學依據。

附圖說明

圖1是本實用新型背景技術中試驗儀器的結構圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本實用新型試驗儀器的結構圖。

圖4是圖3的俯視圖。

具體實施方式