[發明專利]加錨節理巖體在海水侵蝕下錨固銹蝕機理的研究系統及方法

有效

• 申請號: 201711386596.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107894392B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 丁萬濤;陳瑞;李明江;劉克奇;史培賀;侯銘壘;朱建
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N15/08;G01N3/12;G01B7/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種加錨節理巖體在海水侵蝕下錨固銹蝕機理的研究系統及方法，包括模型制備系統、加速腐蝕系統、力學實驗系統、數據采集分析系統以及加錨巖體海底隧道相似模型試驗系統，所述模型制備系統用于制備在相似模型條件下的加錨節理巖體模型試件；所述加速腐蝕系統對所述的加錨節理巖體模型試件進行電化學腐蝕，且通過該系統測得腐蝕電壓、電流與時間的數值關系；所述力學實驗系統用于對腐蝕前、后的加錨節理巖體模型試件進行三軸壓縮滲透全破壞過程試驗；所述數據采集分析系統用來獲取相關力學參數，并進行數據對比分析；所述加錨巖體海底隧道相似模型試驗系統用于全面地研究在復雜應力狀態下加錨節理巖體腐蝕進程中錨固銹蝕損傷機理。

技術領域

本發明涉及一種加錨節理巖體在海水侵蝕下錨固銹蝕機理的研究系統及方?法。

背景技術

隨著地下交通的不斷發展，海底隧道逐漸成為一種普遍的地下工程。錨固結?構對于海底隧道不可或缺，人們在設計階段對于錨固結構的耐久性高度關注，但?是由于節理巖體的復雜性及對錨固結構銹蝕損傷演化作用機理的認識還不夠充?分，加固設計依然停留在經驗設計的層面上，如何正確的分析海水對于節理巖體?錨固結構應力、腐蝕、滲流及耦合作用效應，充分認識節理巖體錨固銹蝕損傷演化機理，提出合理加固海底隧道節理巖體的支護參數，避免由于錨固支護結構過?早失效而造成海底隧道襯砌結構的開裂或崩潰，是當前海底隧道節理巖體布錨優?化設計的關鍵問題，研究該損傷機理變得尤為重要。

針對以上問題，需要一種海底隧道加錨節理巖體在海水長期侵蝕下的錨固銹?蝕損傷演化機理的研究方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相對全面地加錨節理巖體腐蝕進程中錨固銹蝕?損傷機理的研究系統及方法，能夠為海底隧道在設計階段、使用階段提供錨固結?構的耐久性的相關參數與理論支持。

本發明采用的技術方案如下：

一種海底隧道加錨節理巖體在海水長期侵蝕下的錨固銹蝕損傷演化機理的?研究系統，包括模型制備系統、加速腐蝕系統、力學實驗系統、數據采集分析系?統以及加錨巖體海底隧道相似模型試驗系統，

所述模型制備系統用于制備在相似模型條件下的加錨節理巖體模型試件；

所述加速腐蝕系統對所述的加錨節理巖體模型試件進行電化學腐蝕，且通過?該系統測得腐蝕電壓、電流與時間的數值關系；

所述力學實驗系統用于對腐蝕前、后的加錨節理巖體模型試件進行三軸壓縮?滲透全破壞過程試驗；

所述數據采集分析系統用來獲取相關力學參數，并進行數據對比分析；

所述加錨巖體海底隧道相似模型試驗系統用于全面地研究在復雜應力狀態?下加錨節理巖體腐蝕進程中錨固銹蝕損傷機理。

進一步的，所述模型制備系統，主要由底部鋼板，前置鋼板，后置鋼板，左?置鋼板，右置鋼板構成的一個槽狀結構，其中左、右鋼板上有與底面呈一定角度?且高度為板高一半的凹槽，該凹槽內插裝不銹鋼片；所述的前置鋼板上存在有洞?口，以插入錨固鋼筋。

優選地，所述鋼片的插裝角度選為45°，模擬節理，同時左、右鋼板上還?設有用于連接前后鋼板的凹槽，所述的前置鋼板上存在有洞口，以插入錨固鋼筋；?所述五塊鋼板通過螺絲緊密相連調整螺絲使模型規則。

在制備過程中以45°面相似模擬節理面角度，光滑不銹鋼片插入凹槽中，?待試件凝固脫模后拔出不銹鋼片，制備完成，優選地，養護時間為7天。

進一步的，所述加速腐蝕系統包括電化學反應站、反應室、數據顯示器；所?述反應室包括Ⅰ室、Ⅱ室、Ⅲ室，三個反應室相對獨立，不同反應室氯離子濃度?不同，電化學反應站可實時監測電流、電壓情況，同時利用法拉第定律可得腐蝕?量數據，數據顯示器則可實時顯示監測數據。