[發(fā)明專利]復(fù)雜作用下混凝土面板溶蝕劣化試驗(yàn)裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710478152.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN107101876B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張開來(lái);張愷;沈振中;甘磊;唐建洲;邱莉婷;江婷;曾奕滔;董作波;李安東;周清勇;龍一飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N17/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種復(fù)雜作用下混凝土面板溶蝕劣化試驗(yàn)裝置及方法，該裝置通過(guò)正反向預(yù)緊力對(duì)面板試件施加恒定拉、壓應(yīng)力，密封高壓侵蝕溶液施加高水壓力和高水力梯度作用，并采用墊層摩擦裝置提供面板所承受的摩擦力。該裝置分為密封箱、隔離室和溶蝕室，密封箱密封高壓侵蝕溶液，隔離箱用來(lái)保護(hù)傳感器、加載軸等避免溶液侵蝕并作為拉應(yīng)力施加的反力裝置，溶蝕室限定滲透通道。滾軸支座使加載桿的水平壓力全部由墊層塊與面板試件間摩擦力來(lái)平衡，并通過(guò)壓力傳感器和水壓傳感器監(jiān)控試件三向應(yīng)力、墊層摩擦力和侵蝕溶液壓力大小，并通過(guò)二次旋緊和補(bǔ)充溶液的方法來(lái)保持預(yù)緊力、摩擦力、溶液壓力長(zhǎng)期穩(wěn)定。密封箱內(nèi)可提供硫酸鹽、氯鹽等一種或幾種滲透溶蝕環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)雜作用下混凝土面板溶蝕劣化試驗(yàn)裝置及其方法。

本發(fā)明涉及到復(fù)雜作用下混凝土面板溶蝕劣化試驗(yàn)方法及其裝置，尤其是一種模擬混凝土面板復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，承受墊層摩擦力作用和高水力梯度下硫酸鹽、氯鹽等侵蝕性溶液滲透溶蝕作用的試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

水工混凝土是一種多孔介質(zhì)材料，應(yīng)力狀態(tài)與其孔隙比息息相關(guān)。在壓應(yīng)力較小時(shí)，混凝土內(nèi)部孔隙閉合，在壓應(yīng)力較大時(shí)孔隙張開。承受拉力作用時(shí)，內(nèi)部孔隙會(huì)張開，孔隙比增大?；炷撩姘遄鳛榉罎B結(jié)構(gòu)在土石壩、砌石壩、碾壓混凝土壩的防滲系統(tǒng)及其加固工程中被廣泛應(yīng)用。應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，通常高混凝土面板壩的面板中間受壓、兩端受壓，并且受到墊層摩擦力作用。混凝土面板長(zhǎng)期受環(huán)境水作用，水中侵蝕性離子如硫酸根、氯離子等與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)使其失去膠凝性而產(chǎn)生劣化，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，面板承載力下降，嚴(yán)重的還會(huì)威脅大壩安全。因此，研究混凝土面板在拉、壓應(yīng)力-墊層摩擦-高水力梯度耦合作用下的溶蝕劣化性能對(duì)大壩安全運(yùn)行和面板耐久性評(píng)價(jià)具有重要意義。

國(guó)內(nèi)外開展相對(duì)較多的是單向拉、壓、彎曲荷載-化學(xué)侵蝕耦合作用下的混凝土溶蝕劣化試驗(yàn)，專門針對(duì)混凝土面板在拉、壓應(yīng)力、墊層摩擦以及高水力梯度耦合作用下的溶蝕劣化性能研究相對(duì)較少。如何對(duì)混凝土面板試件施加拉壓應(yīng)力、墊層摩擦力和侵蝕溶液高水力梯度作用是室內(nèi)溶蝕試驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在對(duì)墊層施加水平向壓力作用時(shí)，如何使墊層與試件間摩擦力與之平衡而不受反力支架及墊層底部透水石摩擦影響是試驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)行的關(guān)鍵。并且，常規(guī)三向拉壓荷載采用千斤頂液壓加載，但是不能提供長(zhǎng)期穩(wěn)定荷載，裝置成本高。配重和彈簧加載不能達(dá)到要的高應(yīng)力水平，且裝置笨重，不方便。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)模擬混凝土面板在拉壓力、墊層摩擦力和高水力梯度作用下的滲透溶蝕試驗(yàn)，本發(fā)明提供一種復(fù)雜作用下混凝土面板溶蝕劣化試驗(yàn)裝置及其方法，該裝置及其方法可提供長(zhǎng)期穩(wěn)定墊層摩擦和三向應(yīng)力作用研究侵蝕溶液對(duì)混凝土面板性能的影響。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種復(fù)雜作用下混凝土面板溶蝕劣化試驗(yàn)裝置，包括密封室、隔離室和溶蝕室，所述密封室內(nèi)設(shè)置有隔離室，隔離室內(nèi)設(shè)置有溶蝕室；

所述溶蝕室包括高彈性橡膠管2，高彈性橡膠管2內(nèi)自下而上設(shè)置的基座8、下透水石9、鋼珠軌道11、不銹鋼珠10、墊層塊12、混凝土面板試件1和上透水石15，基座8安裝于密封室底板19上；

所述混凝土面板試件1外高彈性橡膠管2兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁為受拉面，所述混凝土面板試件1外高彈性橡膠管2另外兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁為受壓面，受拉面設(shè)置有拉力鋼板3和拉力螺栓22，所述拉力螺栓22一端穿過(guò)拉力鋼板3抵住混凝土面板試件1，另一端抵住受拉側(cè)隔離室鋼板16，所述拉力螺栓22上安裝有拉力傳感器24，所述受壓面通過(guò)軟鋼墊層4連接壓力鋼板5，所述壓力鋼板5通過(guò)壓力螺栓6固定于軟鋼墊層4上，所述壓力螺栓6上安裝有壓力傳感器7；