[發明專利]混凝土抗水滲透性試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202010797045.1
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111896454A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 肖明清;孫文昊;封坤;梁敏飛;王均勇
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 何娜;張穎玲

1.一種混凝土抗水滲透性試驗裝置，用于對圓柱形的混凝土試件進行抗水滲透性試驗，所述混凝土試件具有沿軸向貫穿所述混凝土試件的注水腔，其特征在于，包括：

水壓加載裝置，所述水壓加載裝置包括自動加壓機、以及用于分別與所述混凝土試件的兩端密封連接的第一蓋板組件和第二蓋板組件，所述第一蓋板組件具有用于連通所述自動加壓機和所述注水腔的注水通道；

外荷載加載裝置，所述外荷載加載裝置包括第一夾板、第二夾板、導向件、頂推機構、安裝板和位移傳感器；所述第一夾板與所述導向件固定連接，所述第二夾板與所述導向件滑動連接，所述第一夾板和所述第二夾板用于從所述混凝土試件的徑向的兩側夾持所述混凝土試件；所述安裝板與所述導向件固定連接，且位于所述第二夾板遠離所述第一夾板的一側，所述頂推機構安裝在所述安裝板上，且所述頂推機構的伸縮頂推部朝向所述第二夾板；所述位移傳感器與所述第一夾板和所述第二夾板連接，用于在所述頂推機構頂推所述第二夾板的過程中，檢測所述第二夾板的位移量。

2.根據權利要求1所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述第一蓋板組件包括具有所述注水通道的第一蓋板、以及設置在所述第一蓋板一側的第一密封圈，所述第一密封圈位于所述注水通道的出水口的周側；所述第一密封圈用于與所述混凝土試件一端的端面密封接觸；

所述第二蓋板組件包括第二蓋板、以及設置在所述第二蓋板一側的第二密封圈；所述第二密封圈用于與所述混凝土試件另一端的端面密封接觸。

3.根據權利要求2所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述所述第一蓋板的一側具有用于與所述混凝土試件的一端配合的第一定位槽，所述注水通道與所述第一定位槽連通，所述第一密封圈設置在所述第一定位槽中；

所述第二蓋板的一側具有用于與所述混凝土試件的另一端配合的第二定位槽，所述第二密封圈設置在所述第二定位槽中。

4.根據權利要求1所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述第一蓋板組件包括第一蓋板，所述注水通道的進水口設置在所述第一蓋板的側壁上，所述注水通道的出水口設置在所述第一蓋板一側的端面上。

5.根據權利要求4所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述注水通道包括螺紋連接段、以及與所述螺紋連接段的一端連通的延伸段，所述螺紋連接段遠離所述延伸段一端的開口為所述進水口，所述延伸段遠離所述螺紋連接段一端的開口為所述出水口。

6.根據權利要求1所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述第一蓋板組件與所述第二蓋板組件緊固連接。

7.根據權利要求1所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述第二夾板的部分結構向外凸出形成抵接凸臺；

所述混凝土試件被夾持在所述第一夾板和所述第二夾板之間時，所述抵接凸臺與所述混凝土試件抵接。

8.根據權利要求7所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述導向件為拉桿，所述第一夾板和所述第二夾板均穿設在所述拉桿上。

9.根據權利要求8所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，所述拉桿的數量為兩個，兩個所述拉桿平行間隔設置，且兩個所述拉桿之間形成試件容納空間；

兩個所述拉桿的其中之一穿設在所述第一夾板和所述第二夾板的一端，兩個所述拉桿的其中另一穿設在所述第一夾板和所述第二夾板的另一端。

10.根據權利要求9所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置，其特征在于，兩個所述拉桿在豎直方向上平行間隔設置，所述第一蓋板組件包括第一蓋板，所述第一蓋板具有第一加載避讓口和第二加載避讓口，所述第二蓋板具有第三加載避讓口和第四加載避讓口；

所述混凝土試件被夾持在所述第一夾板和所述第二夾板之間，且所述注水腔的兩端分別與所述第一蓋板組件和所述第二蓋板組件密封連接時，所述第一加載避讓口和所述第三加載避讓口避讓所述第一夾板，所述第二加載避讓口和所述第四加載避讓口避讓所述第二夾板。

11.一種混凝土抗水滲透性試驗方法，利用權利要求1-10任意一項所述的混凝土抗水滲透性試驗裝置來實現，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將多個具有注水腔的圓柱形混凝土試件分成三組，三組所述混凝土試件分別為第一組試件、第二組試件和第三組試件，所述第一組試件中的所述混凝土試件為混凝土試件一，所述第二組試件中的所述混凝土試件為混凝土試件二，所述第三組試件中的所述混凝土試件為混凝土試件三；

將所述第一蓋板組件和所述第二蓋板組件分別與所述混凝土試件一的所述注水腔的兩端密封連接；利用所述自動加壓機將達到預設水壓的水加載到所述混凝土試件一的所述注水腔中，直至水從所述混凝土試件一的外側壁滲出；根據所述自動加壓機在水壓加載過程所記錄的加載數據，得到無應力作用下混凝土滲透系數的變化規律；其中，所述加載數據包括所述自動加壓機在水壓加載過程中，不同時間點所對應的加載水量；

將所述混凝土試件二裝夾在所述第一夾板和所述第二夾板之間，利用所述頂推機構頂推所述第二夾板，直至所述混凝土試件二發生壓彎破壞；在所述頂推機構頂推所述第二夾板的過程中，記錄所述頂推機構所加載的頂推力的大小，以及在不同大小的頂推力作用下，所述第二夾板的位移量，根據獲取的所述頂推機構所加載的頂推力與對應的所述第二夾板的位移量，得到無水壓作用下彈性模量的變化規律，并確定所述頂推機構所加載的頂推力的峰值；

將所述混凝土試件三的的所述注水腔的兩端分別與所述第一蓋板組件和所述第二蓋板組件密封連接，將密封后的所述混凝土試件三裝夾在所述第一夾板和所述第二夾板之間；在預設時間內，利用所述自動加壓機將達到預設水壓力的水加載到所述混凝土試件三的所述注水腔中，并利用所述頂推機構頂推所述第二夾板，其中，所述頂推機構所加載的頂推力的最大值小于在對所述混凝土試件二所進行的試驗中所得到的所述頂推機構所加載的頂推力的峰值；根據所述自動加壓機在水壓加載過程所記錄的加載數據，得到外荷載作用下混凝土滲透系數的變化規律；其中，所述加載數據包括所述自動加壓機在水壓加載過程中，不同時間點所對應加載水量；

將獲取的所述外荷載作用下混凝土滲透系數的變化規律與所述無應力作用下混凝土滲透系數的變化規律進行對比，以確定外荷載作用下混凝土力學損傷對混凝土滲透性的影響。