[發明專利]一種隧道圍巖混凝土噴層處于腐蝕溶液的模擬試驗裝置

在審

• 申請號: 202111026465.0
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113720759A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 李曙光;王恩龍;任少強;吳應明;謝江勝;仲維玲;王平安;王存寶;劉博;楊星智
• 申請（專利權）人: 中鐵二十局集團有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 衛蘇晶

本發明公開了一種隧道圍巖混凝土噴層處于腐蝕溶液的模擬試驗裝置，該裝置包括腐蝕溶液模擬箱、氮氣供給機構、二氧化碳供給機構和監控模塊，腐蝕溶液模擬箱包括耐腐蝕箱體、箱蓋和旋轉部件，旋轉部件包括轉盤、轉軸和旋轉電機，耐腐蝕箱體上設置有兩組循環泵機構，耐腐蝕箱體中設置有溫度調節部件，監控模塊包括監控箱和微控制器，以及溫度傳感器與壓力傳感器。本發明設計合理，不僅可以模擬隧道所處實際環境的溫度和圍壓，還可以模擬隧道圍巖混凝土噴層試件所處地層腐蝕溶液狀態，提高了隧道圍巖混凝土噴層腐蝕溶液模擬試驗的準確性和穩定性。

技術領域

本發明屬于隧道圍巖混凝土噴層腐蝕模擬技術領域，尤其是涉及一種隧道圍巖混凝土噴層處于腐蝕溶液的模擬試驗裝置。

背景技術

隨著“新奧法”的廣泛推廣，隧道噴射混凝土相關研究取得了長足發展，則研究重點主要集中在噴射支護力學機理、材料特性、噴射技術及工程應用等方面，相對而言，關于噴射混凝土與圍巖的粘結性能研究尚不夠深入，且相關研究主要針對噴射混凝土材料本身，未將混凝土噴層-圍巖視為研究整體，沒有著重考慮二者接觸界面力學性能及外界環境(主要針對腐蝕性溶液)影響效應。因此，開展腐蝕溶液作用下隧道圍巖-混凝土噴層粘結性能試驗及其劣化機理研究顯得尤為緊迫和必要。針對于此，在試驗過程中對隧道圍巖-混凝土噴層進行人工模擬環境是必不可少的關鍵環節，如何有效的利用腐蝕溶液對隧道圍巖-混凝土噴層進行加速腐蝕，這一問題的提出對環境試驗設備提出了更嚴格的要求。

在傳統腐蝕中，是將試樣直接浸泡在裝有腐蝕液的容器內，所得結果與試驗結果偏差較大，因為很多因素都會影響最后的腐蝕結果，比如腐蝕液的溫度，周圍的壓力以及攪拌方式等，對于隧道圍巖-混凝土噴層這一二元體來說，保證其內部腐蝕均勻性是試驗完整進行的前提條件，而影響它的最大因素是反應過程中氣泡的排出，熱的傳導和周圍壓力。為了得到均勻的腐蝕效果，應盡量減少氣泡在腐蝕面的滯留時間，目前所運用的辦法大體為搖晃法，攪拌器攪拌法，腐蝕液流動攪拌法等。這些方法對小尺寸試件具有較好的效果，但對于大體積試件來說，由于其腐蝕面加大，所產生的氣泡更多，并不能快速的排除氣泡，從而影響其試驗質量。

因此，迫切需要一種隧道圍巖混凝土噴層處于腐蝕溶液的模擬試驗裝置，不僅可以模擬隧道所處實際環境的溫度和圍壓，還可以模擬隧道圍巖混凝土噴層試件所處地層腐蝕溶液狀態，提高了隧道圍巖混凝土噴層腐蝕溶液模擬試驗的準確性和穩定性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種隧道圍巖混凝土噴層處于腐蝕溶液的模擬試驗裝置，其設計合理，操作便捷，不僅可以模擬隧道所處實際環境的溫度和圍壓，還可以模擬隧道圍巖混凝土噴層試件所處地層腐蝕溶液狀態，提高了隧道圍巖混凝土噴層腐蝕溶液模擬試驗的準確性和穩定性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種隧道圍巖混凝土噴層處于腐蝕溶液的模擬試驗裝置，其特征在于：包括腐蝕溶液模擬箱、氮氣供給機構、二氧化碳供給機構和監控模塊，所述腐蝕溶液模擬箱包括供盛裝腐蝕溶液的耐腐蝕箱體、設置在耐腐蝕箱體頂部的箱蓋和設置在耐腐蝕箱體底部供放置隧道圍巖混凝土噴層試件的旋轉部件，所述耐腐蝕箱體中設置有溫度調節部件，所述氮氣供給機構和所述二氧化碳供給機構均與所述耐腐蝕箱體連接，所述耐腐蝕箱體上設置有兩組帶動所述腐蝕溶液循環的循環泵機構；

所述監控模塊包括監控箱和設置在所述監控箱中的微控制器，以及設置在耐腐蝕箱體內的溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器，所述溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器的輸出端均與微控制器的輸入端連接，所述旋轉電機由微控制器進行控制。

上述的一種隧道圍巖混凝土噴層處于腐蝕溶液的模擬試驗裝置，其特征在于：所述轉盤上設置有多個對隧道圍巖混凝土噴層試件進行限位固定的L形限位板。