[發明專利]推移質沖磨砂漿與混凝土的試驗模擬裝置及評價方法

在審

• 申請號: 202210305488.3
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114705578A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 張風臣;吳建輝;儲洪強;蔣林華;姚乃嘉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/30;G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.推移質沖磨砂漿與混凝土的試驗模擬裝置，其特征在于：包括試件臺、試件支架、推移質沖磨機構、位移傳感器、速度傳感器和試件高度控制機構；

支架包括底座、立柱和橫梁；立柱安裝在底座兩側，橫梁安裝在立柱頂部；

試件臺設置在橫梁正下方的底座上，且能夾緊試件，并使試件頂面外露，形成為試件模擬沖磨面；

推移質沖磨機構包括懸臂、懸臂驅動機構、沖擊錘和沖磨輥；

懸臂的頂端與橫梁中部相鉸接，懸臂的另一端設置所述沖擊錘；懸臂能在懸臂驅動機構的驅動下繞橫梁進行轉動并鎖緊；

沖磨輥設置在沖擊錘底部中心，且沖磨輥的中心軸兩端分別與沖擊錘底部相鉸接，沖磨輥能繞自身軸線自由轉動；沖磨輥的直徑不低于5mm；

位移傳感器能用于檢測沖擊錘的高度；

速度傳感器能用于檢測沖擊錘的速度，且與懸臂驅動機構相連接；

試件高度控制機構包括試件頂面高度傳感器和與頂面高度傳感器相連接的試件高度升降機構；

試件頂面高度傳感器能用于檢測試件頂面的高度；

試件高度升降機構用于控制試件臺的高度升降。

2.根據權利要求1所述的推移質沖磨砂漿與混凝土的試驗模擬裝置，其特征在于：沖磨輥的中心軸與橫梁相平行。

3.根據權利要求1所述的推移質沖磨砂漿與混凝土的試驗模擬裝置，其特征在于：懸臂的長度能調節。

4.根據權利要求1所述的推移質沖磨砂漿與混凝土的試驗模擬裝置，其特征在于：沖磨輥的輥面上均布有若干個球面凸起，且每個球面凸起的直徑均不低于5mm。

5.根據權利要求1所述的推移質沖磨砂漿與混凝土的試驗模擬裝置，其特征在于：通過調整懸臂和/或沖擊錘的質量，進而模擬不同水流速度的推移質。

6.推移質沖磨砂漿與混凝土的試驗模擬方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、制備試件：制備設定規格的試件并養護；其中，試件材質為砂漿或混凝土；

步驟2、試件飽水：將養護完成的試件，進行飽水；

步驟3、試件裝夾：將飽水后的試件表面擦干并稱重；接著，試件臺在高度升降機構控制下高度升降；并將稱重后的試件在試件臺上進行裝夾固定；裝夾后的試件頂面外露，形成為試件模擬沖磨面；

步驟4、沖磨輥抬升至初始高度：懸臂在懸臂驅動機構的驅動下繞橫梁向上轉動抬升至設定的初始高度并鎖緊；此時，速度傳感器啟動并置零；

步驟5、試件高度上升：通過試件高度升降機構使試件臺高度上升，在試件臺高度升降過程中，通過試件頂面高度傳感器對試件頂面高度進行實時檢測，直至試件頂面高度達到設定高度；

步驟6、推移質沖磨，具體包括如下步驟：

步驟61、沖磨輥高度下降：懸臂從步驟4的初始高度進行釋放，并帶動沖磨輥，以自由落體方式，順時針向下擺動；沖磨輥在向下擺動過程中，位移傳感器將對推移質沖磨輥的高度進行實時監測；速度傳感器則對懸臂的擺動速度進行實時監測；

步驟62、推移質沖磨：當沖磨輥向下擺動至試件上方時，沖磨輥將與試件頂面相沖磨并轉動；

步驟63、檢測沖磨高度：擺臂在慣性力作用下，繼續順時針擺動，沖磨輥從試件頂面脫離，直至速度為零；在慣性擺動過程中，速度傳感器對懸臂的擺動速度進行實時監測；當速度傳感器檢測到懸臂的擺動速度為零時，懸臂驅動機構將懸臂位置鎖緊，位移傳感器對沖磨輥此時的沖磨高度進行檢測并記錄；

步驟64、試件高度下降：在步驟63中，當沖磨輥從試件頂面脫離后，試件將在試件高度升降機構的驅動下，高度下降；

步驟7、懸臂驅動機構解除對懸臂的位置鎖緊，并重復步驟4和步驟6，直至達到設計沖磨次數，并記錄每次的沖磨高度；其中，；

步驟8、計算試件總沖磨能：根據懸臂和沖擊錘質量、初始高度和每次的沖磨高度，計算總沖磨能E。