[發明專利]盾構密封墊抗滲性能可視化評估試驗裝置及其試驗方法

在審

• 申請號: 201910106815.0
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN109724755A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 倪小東;徐碩;路江發;曹文振;王媛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M3/20
• 分類號: G01M3/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種盾構密封墊抗滲性能可視化評估試驗裝置，包括置于萬能試驗機內的玻璃槽；置于玻璃槽內的兩塊透明巖；密封墊置于上下透明巖之間形成密閉空間，為內水室；上覆蓋板置于玻璃槽上形成密閉空間，為外水室；所述內水室通過內水液壓輸出管與內水水壓機相連，外水室通過外水液壓輸出管與外水水壓機相連；加載系統；數據采集系統。本發明還公開了使用該裝置的試驗方法，使用時向內外水室加入與透明巖、玻璃槽折射率相同的溶液，向內水室或外水室加入熒光劑。本發明利用內外水水壓機實現內外水室壓可控控制，結合透明巖和熒光劑的作用能夠可視化評估密封墊在內外水室壓共同作用下的抗滲性能，應用范圍更廣。

技術領域

本發明涉及密封墊抗滲性能試驗裝置及其試驗方法，特別涉及盾構密封墊抗滲性能的可視化評估試驗裝置及其試驗方法。

背景技術

盾構密封墊是應用于盾構隧道管片接縫處密封止水的主流材料，一般由單一的多孔型三元乙丙橡膠或多孔型三元乙丙橡膠與膨脹橡膠復合而成。由于盾構隧道埋深往往很深，一般處在地下水位以下，會受到較大的地下水壓力，因此對盾構管片的防水提出了較高的要求，而管片接縫處密封墊防水性能的好壞是確保隧道在設計使用年限內能否有效抵抗地下水壓力作用的關鍵，因此對密封墊的防水提出了較高的要求。目前對于盾構密封墊防水性能大多采用模型試驗的方法進行評估。

申請號為201710266185.4的發明專利公開了一種隧道管片彈性密封墊的防水試驗方法及裝置，該裝置由鋼制底座、彈性密封墊、加壓注水孔、壓板等組成的試驗裝置，該裝置通過預制帶密封墊溝槽的混凝土試驗臺底座，雖然優化了試驗測試工藝及試驗裝置結構，模擬了實際工程中管片接縫彈性密封墊的變形、受力等力學特性。但該發明所模擬的工況過于簡單，未考慮內外水室壓共同作用下的工況，對工程實際中經常出現的管片錯縫、張開以及防水材料老化等未進行考慮，且整個防水試驗過程不可視，關于盾構密封墊抗滲性能的評估也未能提出一種較好的判斷標準，存在一定的局限性。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種在內外水壓可控控制下盾構密封墊抗滲性能的可視化評估試驗裝置及其試驗方法。

技術方案：本發明的盾構密封墊抗滲性能可視化評估試驗裝置，包括置于萬能試驗機內的玻璃槽；置于玻璃槽內的兩塊透明巖，其中下透明巖與玻璃槽底部接觸，上透明巖與下透明巖相對放置并與上覆蓋板接觸；密封墊置于上下透明巖之間形成密閉空間，為內水室；上覆蓋板置于玻璃槽上形成密閉空間，為外水室；所述內水室通過內水液壓輸出管與內水水壓機相連，外水室通過外水液壓輸出管與外水水壓機相連；加載系統，包括萬能試驗機，與萬能試驗機相連的傳力桿；數據采集系統，包括CCD相機、激光器和計算機，其中CCD相機與計算機相連，計算機與萬能試驗機相連。

優選地，所述上覆蓋板分別與上透明巖、玻璃槽之間放置柔性防水橡膠墊。

優選地，在所述外水液壓輸出管穿過上覆蓋板處、內水液壓輸出管穿過上透明巖處放置止水橡膠圈。

利用上述任意一項所述試驗裝置的試驗方法，包括如下步驟：

(1)向裝置的內外水室加入與透明巖、玻璃槽折射率相同的溶液，向內水室或外水室加入熒光劑；

(2)啟動數據采集系統和加載系統，傳力桿通過對上覆蓋板施加荷載對密封墊產生豎向壓力，數據采集系統采集、顯示和存儲可視化圖像數據；

(3)分別啟動內外水壓機，實現內外水室壓可控控制，使內外水室產生并逐步增大水壓差，數據采集系統實時記錄內外水室中的動態過程；當觀察到熒光劑從一側水室轉移至另一側時，即認定密封墊發生滲漏，停止試驗；

(4)利用計算機圖像處理軟件對采集的照片進行分析，評估試驗結果。