[發(fā)明專利]一種內(nèi)平衡式預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力腐蝕試驗系統(tǒng)及其試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710054983.0
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106872343B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪小剛;劉立鵬;孫興松;王玉杰;凌永玉;傅睿智;趙宇飛;段慶偉;鄭理峰;曹瑞瑯;姜龍;林興超;孫平;皮進(jìn);張揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/08
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 52110
• 代理人: 管寶偉

本發(fā)明公開了一種內(nèi)平衡式預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力腐蝕試驗系統(tǒng)及其試驗方法，包括由支撐鋼板組成的支撐結(jié)構(gòu)、螺栓和加載活動鋼板組成的張拉結(jié)構(gòu)以及腐蝕溶液容器；所述的支撐結(jié)構(gòu)由兩個支撐鋼板中間焊接鋼管組成，鋼板中間設(shè)小孔以使錨索通過；所述的張拉結(jié)構(gòu)由套于支撐鋼管上的活動鋼板通過螺栓與一端支撐鋼板相連，通過緊固螺栓對兩端固定于支撐鋼板和活動鋼板的試驗錨索進(jìn)行張拉；所述的腐蝕溶液容器置于張拉結(jié)構(gòu)的中間，試驗錨索從其中心穿過；本發(fā)明可以對錨索不同應(yīng)力條件、不同腐蝕環(huán)境以及不同的腐蝕時間進(jìn)行模擬，適用范圍廣，結(jié)果準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程試驗技術(shù)及金屬材料腐蝕領(lǐng)域，具體是預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力腐蝕試驗系統(tǒng)及其試驗方法。

背景技術(shù)

70年代后，在我國各類巖土工程錨固類結(jié)構(gòu)中大量使用了錨索，在做永久支護(hù)的工程中，其使用壽命成了備受關(guān)注的問題，而對使用壽命最大的威脅便是腐蝕。錨固結(jié)構(gòu)中錨索一般都施加預(yù)應(yīng)力，且所施加預(yù)應(yīng)力有越來越高的趨勢。錨固結(jié)構(gòu)在高應(yīng)力和腐蝕協(xié)同作用下形成應(yīng)力腐蝕。國內(nèi)眾多科研院所先后對預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力腐蝕進(jìn)行了試驗研究，取得了大量的成果：其一，《土木建筑與環(huán)境工程》2009年第6期介紹了一種錨索腐蝕試驗，通過在錨索外包裹一層參鹽混凝土對錨索進(jìn)行腐蝕試驗，該試驗主要針對錨索腐蝕后的斷裂抗力和破壞形貌進(jìn)行研究，無法實現(xiàn)不同應(yīng)力和腐蝕環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕特征研究；其二，《巖土力學(xué)與工程學(xué)報》2010年第12期介紹了一種利用腐蝕試驗槽對錨索進(jìn)行腐蝕的試驗，將錨索置于混凝土槽中進(jìn)行張拉或不張拉，加入配制好的腐蝕性土進(jìn)行腐蝕試驗。該試驗可以模擬不同應(yīng)力條件下的錨索腐蝕特征，但受制于混凝土強(qiáng)度，無法進(jìn)行高應(yīng)力條件下的應(yīng)力腐蝕試驗，同時腐蝕性土中成分較復(fù)雜，無法對單一因素進(jìn)行腐蝕特征研究。其三，《巖土力學(xué)與工程學(xué)報》2015年第增1期介紹了一種腐蝕損傷試驗系統(tǒng)，由腐蝕試驗槽、腐蝕液盛放裝置、張拉設(shè)備和測試系統(tǒng)等組成。腐蝕試驗槽為鋼筋混凝土反力架，腐蝕液盛放采用PVC管，張拉采用千斤頂。該試驗可以對不同應(yīng)力、不同腐蝕因素和腐蝕時間進(jìn)行模擬，但使用千斤頂張拉，張拉后錨索張拉力損失具有隨機(jī)性，難以精確，且腐蝕液與混凝土接觸，容易發(fā)生滲漏，與混凝土材料發(fā)生反應(yīng)等問題。綜合分析上述試驗系統(tǒng)，皆存在諸多的不足之處，包括：第一，加載的張拉力無法精確控制，存在隨機(jī)性；第二，腐蝕溶液難以保證不受污染和因素單一；第三，試驗設(shè)計相對復(fù)雜，進(jìn)行重復(fù)試驗困難，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種試驗系統(tǒng)及方法，能夠準(zhǔn)確、方便、真實的測試預(yù)應(yīng)力錨索在不同應(yīng)力狀態(tài)下不同環(huán)境中的腐蝕特征，并且可以根據(jù)試驗需求調(diào)整應(yīng)力大小和溶液特性，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種內(nèi)平衡式預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力腐蝕試驗系統(tǒng)，包括固定端支撐鋼板、加載端支撐鋼板、加載活動鋼板、張拉結(jié)構(gòu)支撐鋼管、加載螺栓、加載螺母、加載活動鋼板固定鎖扣、固定鎖扣螺栓、固定鎖扣螺母、腐蝕溶液容器、腐蝕溶液容器蓋、腐蝕容器支撐板、腐蝕溶液容器管箍、管箍錨固螺絲、固定端錨頭、張拉端錨頭、壓力傳感器以及試驗錨索。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的固定端支撐鋼板與加載端支撐鋼板在四個角通過四根無縫鋼管焊接連接；所述的加載活動鋼板四角設(shè)圓孔套于支撐鋼管上并能沿鋼管軸向自由移動；所述的加載活動鋼板和加載端支撐鋼板通過螺栓穿過圓孔將兩塊鋼板連接；所述的加載活動鋼板固定鎖扣套于無縫鋼管上；所述的腐蝕溶液容器與腐蝕溶液容器蓋采用粘膠并加密封膠連接以防止?jié)B漏；腐蝕溶液容器蓋中心設(shè)孔以允許錨索通過，與錨索采用橡膠柔性填縫劑填充以防止?jié)B漏；腐蝕溶液容器置于腐蝕容器支撐板上，通過腐蝕溶液容器管箍和管箍錨固螺絲固定于腐蝕容器支撐板，腐蝕容器支撐板與支撐鋼管焊接相連；試驗錨索通過固定端錨頭、張拉端錨頭固定于固定端支撐鋼板和加載活動鋼板之間。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的固定端支撐鋼板是由邊長為400mm厚度為30mm正方形鋼板組成，其中心設(shè)直徑25mm圓孔以允許錨索通過；所述加載端支撐鋼板是由邊長為400mm厚度為30mm正方形鋼板組成，其中心設(shè)直徑120mm圓孔以允許錨索及張拉端錨頭通過。