[發(fā)明專利]模擬水壓和振動共存環(huán)境的混凝土耐久性試驗裝置及方法

在審

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• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110926957A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張碩;唐孟雄;胡賀松;祝雯;趙汝英
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司;廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/38;G01N3/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 吳澤燊;盧頌昇

本發(fā)明公開了一種模擬水壓和振動共存環(huán)境的混凝土耐久性試驗裝置及方法，其中，模擬水壓和振動共存環(huán)境的混凝土耐久性試驗裝置，包括高壓水溶液供應(yīng)裝置、環(huán)境模擬容器、振動裝置和數(shù)據(jù)接收裝置，高壓水溶液供應(yīng)裝置具有出液口，出液口與環(huán)境模擬容器的內(nèi)腔密封連通，環(huán)境模擬容器固定于振動裝置上；環(huán)境模擬容器的內(nèi)腔中安裝有混凝土試塊，混凝土試塊內(nèi)埋設(shè)有多個傳感器，多個傳感器均與數(shù)據(jù)接收裝置相連接；其中，混凝土試塊具有滲透面，多個傳感器沿垂直于滲透面方向的不同深度設(shè)置，傳感器至少包括濕度傳感器和振動傳感器。該裝置填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的空白，可為開展高水壓和振動耦合作用環(huán)境下的混凝土耐久性試驗研究提供設(shè)備支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬水壓和振動共存環(huán)境的混凝土耐久性試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，軌道交通工程和公路工程領(lǐng)域所涉及隧道總數(shù)和總長度增長迅猛。截至2017年底，中國正在運(yùn)營的鐵路隧道14547座，總長15326公里，公路隧道共計16229處，總長15285.1公里，隧道的建設(shè)投入仍在不斷增大。隧道工程主要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，一般處于地層和圍巖的覆蓋之下，隱蔽性較強(qiáng)，易受到各種劣化因素的影響，例如地層變化、地震、火災(zāi)、滲漏水等，且在產(chǎn)生損傷后不易修復(fù)和加固。其中，地下水對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的影響是不可忽略的，地下水中通常富含Cl^-和SO₄^2-等具有侵蝕性的離子，這些有害離子可以通過混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)和表面裂縫進(jìn)入其內(nèi)部，引起一系列物理、化學(xué)變化，造成鋼筋銹蝕和混凝土的脹裂等不良后果，給隧道的安全運(yùn)營帶來嚴(yán)重威脅，使隧道襯砌結(jié)構(gòu)的實際服役壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計壽命，因此，隧道的耐久性問題應(yīng)給予足夠重視。

隧道襯砌結(jié)構(gòu)與地上結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境具有明顯差異，隧道通常會穿越地層、山嶺或海洋，極有可能長期接觸地下水，而一部分隧道由于所處地層的地下水水頭較高，或者穿越了圍巖裂隙比較發(fā)育且雨水充沛的山嶺，或者浸沒在深海環(huán)境中，其襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性又會受到高水壓的影響。在學(xué)術(shù)領(lǐng)域已普遍達(dá)成共識，在高水壓條件下，有害離子將會加速向混凝土內(nèi)部滲透，從而加快襯砌鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的劣化。另外，鐵路隧道和公路隧道內(nèi)的行車振動具有作用時間長，周期性出現(xiàn)的特點，行車振動也會激勵隧道襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動，這種作用也會貫穿隧道的服役期。探究高水壓與振動耦合作用下隧道襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性具有充分的現(xiàn)實意義與重要的工程參考價值，但相關(guān)研究的開展由于缺乏相關(guān)試驗設(shè)備而受到一定限制，因此，研制出一種能夠模擬高水壓和振動耦合作用環(huán)境的試驗裝置就顯得尤為必要了。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明的目的是提供一種模擬水壓和振動共存環(huán)境的混凝土耐久性試驗裝置及方法，該模擬水壓和振動共存環(huán)境的混凝土耐久性試驗裝置填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的空白，能夠模擬高水壓和振動耦合作用環(huán)境，并可開展相應(yīng)環(huán)境下的混凝土耐久性試驗，從而為開展高水壓和振動耦合作用環(huán)境下的混凝土耐久性試驗研究提供了設(shè)備支撐。

本發(fā)明為達(dá)到其目的，所采用的技術(shù)方案如下：

一種模擬水壓和振動共存環(huán)境的混凝土耐久性試驗裝置，包括高壓水溶液供應(yīng)裝置、環(huán)境模擬容器、振動裝置和數(shù)據(jù)接收裝置，所述高壓水溶液供應(yīng)裝置具有出液口，所述出液口與所述環(huán)境模擬容器的內(nèi)腔密封連通，所述環(huán)境模擬容器固定于所述振動裝置上；所述環(huán)境模擬容器的內(nèi)腔中安裝有混凝土試塊，所述混凝土試塊內(nèi)埋設(shè)有多個傳感器，多個所述傳感器均與所述數(shù)據(jù)接收裝置相連接；其中，所述混凝土試塊具有滲透面，多個所述傳感器沿垂直于所述滲透面方向的不同深度設(shè)置，所述傳感器至少包括濕度傳感器和振動傳感器。

優(yōu)選地，所述環(huán)境模擬容器包括容器筒以及與所述容器筒的開口密封連接的密封蓋，所述容器筒上設(shè)有第一壓力表、注液閥和溢液閥；其中，所述溢液閥位于所述容器筒的頂部上，所述出液口通過所述注液閥與所述容器筒的內(nèi)腔相連通，所述混凝土試塊安裝于所述容器筒的內(nèi)腔中。