[發明專利]一種模擬隧道任意一點應力狀態的混凝土加載裝置

有效

• 申請號: 201911345937.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111006998B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張素磊;隋佳蒿;齊曉強;郭思瑤;萬曉梅;王正仲;張坤鵬
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/08
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本發明屬于混凝土加載試驗設備技術領域，具體涉及一種模擬隧道任意一點應力狀態的混凝土加載裝置，由相互獨立的制備單元和加載單元配合構成，制備單元制作混凝土試塊，加載單元加載混凝土試塊，用于地鐵隧道襯砌結構實際受力狀態與環境耦合作用下地鐵隧道襯砌混凝土結構耐久性研究，通過調節拉?壓力模擬地鐵隧道襯砌結構實際受力，準確反映真實的地鐵隧道襯砌結構實際受力狀態，可以通過室內試驗，總結地鐵隧道襯砌劣化規律，建立地鐵隧道襯砌結構劣化模型，指導地鐵隧道工程的設計、施工和養護；其結構簡單，操作簡便，具有現實意義和推廣前景。

技術領域：

本發明屬于混凝土加載試驗設備技術領域，具體涉及一種模擬隧道任意一點應力狀態的混凝土加載裝置，通過調節不同拉壓力來真實模擬地鐵隧道襯砌任意一點應力狀態。

背景技術：

城市化進程必然伴隨著城市人口的暴增，以至于城市人口過飽和，由此帶來的交通問題日益嚴重，城市道路擁堵嚴重，而修建地鐵則是緩解此問題的有效手段。城市地鐵隧道造價昂貴，地鐵隧道襯砌結構的性能直接關系到地鐵隧道的使用壽命，而較之地面結構，地下結構受力復雜，因此設計一種模擬地鐵隧道襯砌任意一點應力狀態的加載裝置，通過室內試驗來研究地鐵隧道襯砌結構性能，顯得尤為重要。

現有技術中，關于混凝土耐久性加載裝置主要是對混凝土試件進行純彎、軸拉和軸壓，不能切實反應地鐵隧道襯砌混凝土結構實際受力是不同拉力與壓力組合受力。例如：中國專利201610038324.3公開的一種承載狀態下隧道襯砌結構加速腐蝕試驗裝置，隧道襯砌構件下部的前后兩側均設有高強傳力螺紋拉桿，高強傳力螺紋拉桿依次穿過左加載橫梁、右加載橫梁和自反力梁，高強傳力螺紋拉桿的兩端連接有錨固螺栓，左加載橫梁、右加載橫梁均通過傳力襯墊分別與隧道襯砌構件下部的左端和右端接觸；自反力梁位于右加載橫梁的右側，且自反力梁的左面固定有水平的液壓千斤頂，液壓千斤頂的左端通過壓力傳感器與右加載橫梁的右面相連；所述的隧道襯砌構件的混凝土和鋼筋表面均安裝有應變片和位移計；所述的液壓千斤頂、壓力傳感器、應變片和位移計均與數據處理及控制系統相連；所述的隧道襯砌構件的頂部設有蓄水槽，所述的蓄水槽由防水材料在隧道襯砌構件的頂部圍合形成；蓄水槽內放置有不銹鋼網；所述的不銹鋼網通過導電線與穩流直流電源的陰極電連接；隧道襯砌構件的鋼筋則通過導電線與穩流直流電源的陽極電連接和中國專利201910391974.X公開的一種荷載-氯鹽侵蝕耦合作用下的混凝土耐久性試驗裝置包括測試裝置和供油裝置；所述測試裝置由水槽及位于水槽中的上板、中板、下板和千斤頂組成，上板、中板和下板均水平設置，上板、中板和下板經2個或2個以上的螺桿相連接，螺桿的兩端設置有限制上板、下板移動的螺母，螺桿貫穿中板且中板可沿螺桿的長度方向移動；所述下板與中板之間放置有待測試的混凝土試件，上板與中板之間放置有經中板對混凝土試件進行施壓的千斤頂；水槽中存儲有模擬海水環境的鹽溶液；所述供油裝置由油泵、電機、分流器、電接點壓力表和壓力控制電路組成，電機用于提升油泵的壓力，分流器設置于油泵上，油泵經分流器對千斤頂提供液壓油；電接點壓力表設置于分流器上，用于檢測分流器輸出液壓油的壓力；壓力控制電路通過檢測電接點壓力表的狀態，來對電機的啟停狀態進行控制，以使千斤頂對混凝土試件施加相對恒定的壓力；或通過千斤頂對混凝土試件提供軸向壓力的方式，或通過千斤頂加載彎矩導入的方式，對襯砌結構進行加載，對混凝土結構中只受一種荷載作用下的耐久性進行了研究，但是對于地鐵隧道襯砌結構來說，其結構受力結構復雜。所以設計研發一種能夠模擬襯砌混凝土結構任意一點應力狀態的混凝土制備和加載的試驗設備，通過室內試驗來研究地鐵隧道襯砌結構性能，指導實踐，具有經濟和社會效益。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，研發設計一種模擬地鐵隧道襯砌結構任意一點應力狀態的混凝土加載試驗裝置，能夠通過調節不同拉壓力真實模擬地鐵隧道襯砌任意一點應力狀態，研究地鐵隧道襯砌混凝土結構地下結構實際受力狀態下隧道襯砌結構劣化性能及力學性能。