[發(fā)明專利]一種模擬隧道任意一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的混凝土加載裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911345937.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111006998B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張素磊;隋佳蒿;齊曉強(qiáng);郭思瑤;萬曉梅;王正仲;張坤鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00;G01N3/08
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

1.一種地鐵襯砌混凝土持續(xù)拉-壓荷載與離子侵蝕耦合作用耐久性試驗(yàn)方法，其特征在于，基于模擬隧道任意一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的混凝土加載裝置實(shí)施，具體的工藝過程包括制備試塊、安裝試塊、施加應(yīng)力、離子腐蝕和分析結(jié)果共五個(gè)步驟：

一.制備試塊：按照地鐵襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的水灰比配制混凝土，在兩塊模具鋼板之間澆筑混凝土，待混凝土初凝，脫去立板、連桿、固定鋼板和模具鋼板，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天，得到錨固有螺紋鋼筋和錨固板的混凝土試塊；

其中，制備試塊采用的制備單元的主體結(jié)構(gòu)包括制備單元底板、立板、連桿、固定鋼板、模具鋼板、模具條形孔、螺紋鋼筋和錨固板；制備單元底板的上表面開設(shè)有兩個(gè)橫向卡槽和四個(gè)縱向卡槽，橫向卡槽中設(shè)置有立板，立板通過連桿固定連接，縱向卡槽中設(shè)置有兩塊固定鋼板和兩塊模具鋼板，固定鋼板設(shè)置在模具鋼板的外側(cè)，兩塊模具鋼板相對(duì)，模具鋼板上開設(shè)有模具條形孔，螺紋鋼筋的一端與固定鋼板螺栓式連接，螺紋鋼筋的另一端穿過模具條形孔伸入兩塊模具鋼板之間并與錨固板連接；其中，連桿、固定鋼板和模具鋼板均可拆卸；螺紋鋼筋的數(shù)量為4，錨固板預(yù)埋在混凝土試塊中，螺紋鋼筋與錨固板焊接為整體；

二.安裝試塊：使用防水涂料涂覆混凝土試塊除了頂面的其余面，將混凝土試塊豎直放置在制備單元底板上，使上部的螺紋鋼筋穿過長條形孔，下部的螺紋鋼筋穿過長條形孔和短條形孔，分別使用夾具和螺母組件將上部的螺紋鋼筋與高位液壓油缸連接，下部的螺紋鋼筋與低位液壓油缸連接，在混凝土試塊的頂面設(shè)置蓄水池，使用防水涂料涂覆除蓄水池外的頂面，在混凝土試塊的側(cè)面上粘貼應(yīng)變片；

三.施加應(yīng)力：根據(jù)地鐵襯砌實(shí)際受力數(shù)據(jù)，高位液壓油缸和低位液壓油缸為混凝土試塊提供設(shè)定的拉-壓應(yīng)力，夾具和螺母組件保持荷載；

其中，步驟二、三中采用的加載單元的主體結(jié)構(gòu)包括制備單元底板、反力鋼板、高持載鋼板、低持載鋼板、高位液壓油缸、低位液壓油缸、長條形孔和短條形孔；制備單元底板上由兩端到中間依次設(shè)置有相對(duì)的反力鋼板、高持載鋼板和低持載鋼板，反力鋼板上設(shè)置有高位液壓油缸和低位液壓油缸，高持載鋼板上開設(shè)有長條形孔，低持載鋼板上開設(shè)有短條形孔；高位液壓油缸和低位液壓油缸均為HSG80雙向液壓缸；

四.離子侵蝕：將步驟三施加應(yīng)力后的混凝土試塊連同反力鋼板、高持載鋼板、低持載鋼板、高位液壓油缸和低位液壓油缸從制備單元底板上卸下來，使制備單元底板與其他的反力鋼板、高持載鋼板、低持載鋼板、高位液壓油缸和低位液壓油缸配合對(duì)其他的混凝土試塊進(jìn)行加載，在蓄水池中加入與地鐵襯砌實(shí)際服役環(huán)境中水中腐蝕性離子含量相同的鹽溶液對(duì)混凝土試塊進(jìn)行腐蝕；

五.分析結(jié)果：根據(jù)不同齡期的混凝土試塊，對(duì)腐蝕性離子擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行分析，得出地鐵襯砌的劣化規(guī)律；

其中，模擬隧道任意一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的混凝土加載裝置由相互獨(dú)立的制備單元和加載單元配合構(gòu)成，制備單元制作混凝土試塊，加載單元加載混凝土試塊。