CN102980810A - 盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台 - Google Patents

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CN102980810A CN2012104937071A CN201210493707A CN102980810A CN 102980810 A CN102980810 A CN 102980810A CN 2012104937071 A CN2012104937071 A CN 2012104937071A CN 201210493707 A CN201210493707 A CN 201210493707A CN 102980810 A CN102980810 A CN 102980810A
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李忠
崔晓燕
朱彦鹏
刘伟
陈思阳
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Abstract

盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，采用混凝土隧道衬砌结构模型，盐溶液，液压千斤顶，不锈钢传力杆，圆形试验箱，反力柱等进行试验。实验时，通过控制氯盐溶液浓度变化和浸泡时间，以及不同受力工况，实现对实际工作环境的模拟，得到隧道衬砌受盐类侵蚀时，在不同受力工况下结构承载力的损伤规律。

Description

盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台
技术领域
本发明涉及混凝土耐久性试验技术领域。
背景技术
隧道深埋地下，处于复杂的工程地质和水文地质环境中，岩土体中的侵蚀性介质进入混凝土内部，混凝土结构的承载力、适用性降低，使结构先于设计基准期而提前发生破坏。
与此同时，隧道衬砌长期经受围岩压力和地下水压力的作用，在这些压力的作用下衬砌混凝土的渗透性会有所变化。混凝土结构在荷载与环境的长期作用下会加快混凝土劣化的过程，从而影响隧道结构的耐久性。
目前，对混凝土构件部分的研究较为深入，而对结构整体进行分析的则较少，而且多采用是单一因素分析法,不考虑各因素间的交叉影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台。
本发明是盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，在侵蚀性盐溶液中进行加载，隧道衬砌模型1为一管状体，隧道衬砌模型1装入圆形的试验箱2内，隧道衬砌模型1的外侧与盐溶液3接触，在试验箱2的高度方向上的中部，沿试验箱2的侧壁平均等分的开有8~10个孔，传力杆4从孔中穿过，传力杆4的一端与隧道衬砌模型1接触，另一端与液压千斤顶5相连，反力柱6为方形钢柱，焊接在锚于地面的钢板上，液压千斤顶5锚在反力柱6上。
本发明的盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台能够模拟隧道衬砌在盐类侵蚀与应力的耦合作用下的损伤机理，其有益之处为：以隧道衬砌结构为研究对象，研究其耐久性损伤过程。施加荷载通过不锈钢传力杆来实现，避免将千斤顶直接置于溶液中发生锈蚀，影响加载的准确性。千斤顶施加荷载可分级进行，加载范围为0-25t，可以施加偏心荷载，荷载可以保持长期稳定。
与盐溶液接触的部件采用不锈钢制造，具有良好的抗腐蚀能力，可进行多次试验，降低了试验成本。
该装置在构件内部可冲入二氧化碳气体，进行碳化、盐类侵蚀与荷载三者耦合作用下的实验。
 附图说明
图1为本发明的俯视图，图2为图1中A-A向剖视图，图3为本发明隧道衬砌模型的试件结构示意图。
具体实施方式
本发明是盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，在侵蚀性盐溶液中进行加载，如图1、图2所示，隧道衬砌模型1为一管状体，隧道衬砌模型1装入圆形的试验箱2内，隧道衬砌模型1的外侧与盐溶液3接触，在试验箱2的高度方向上的中部，沿试验箱2的侧壁平均等分的开有8~10个孔，传力杆4从孔中穿过，传力杆4的一端与隧道衬砌模型1接触，另一端与液压千斤顶5相连，反力柱6为方形钢柱，焊接在锚于地面的钢板上，液压千斤顶5锚在反力柱6上。
    如图1、图2所示，传力杆4与隧道衬砌模型1相连的一端焊有一圆弧型钢板7，受力时与构件紧密接触，使得受力均匀，另一端与液压千斤顶5焊接在一起。
    液压千斤顶5施加荷载分级进行，加载范围为0-25t。
如图1、图3所示，隧道衬砌模型1的内外直径分别为1000mm和1200mm，取1m长为研究对象；圆形试验箱2的直径为1500mm，高1.2m。
如图1、图2所示，在圆形试验箱2的侧壁上500mm高处，平均等分开8个直径为50mm的小孔，将焊有圆弧形钢板7的不锈钢制的传力杆4从孔中穿过。
在圆形试验箱2内加入实验所需浓度的侵蚀性盐溶液 3，然后用液压千斤顶5施加所需荷载，各个加载点可施加相同荷载，也可施加不同荷载，使其处于偏心受力状态，到达目标试验时间，将液压千斤顶5归位，放松传力杆4，即可对构件进行相关实验参数的测定。
本装置使衬砌结构处于盐溶液侵蚀与荷载共同作用下，通过控制其所处的环境条件，以及不同受力工况，研究隧道衬砌的承载力的损伤规律，及耐久性相关参数，从而确定寿命预测的关键问题。

Claims (5)

1.盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，在侵蚀性盐溶液中进行加载，其特征在于隧道衬砌模型（1）为一管状体，隧道衬砌模型（1）装入圆形的试验箱（2）内，隧道衬砌模型（1）的外侧与盐溶液（3）接触，在试验箱（2）的高度方向上的中部，沿试验箱（2）的侧壁平均等分的开有8~10个孔，传力杆（4）从孔中穿过，传力杆（4）的一端与隧道衬砌模型（1）接触，另一端与液压千斤顶（5）相连，反力柱（6）为方形钢柱，焊接在锚于地面的钢板上，液压千斤顶（5）锚在反力柱（6）上。
2.根据权利要求1所述的盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，其特征在于传力杆(4)与隧道衬砌模型（1）相连的一端焊有一圆弧型钢板（7），受力时与构件紧密接触，使得受力均匀，另一端与液压千斤顶（5）焊接在一起。
3.根据权利要求1所述的盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，其特征在于液压千斤顶（5）施加荷载分级进行，加载范围为0-25t。
4.根据权利要求1所述的盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，其特征在于隧道衬砌模型（1）的内外直径分别为1000mm和1200mm，取1m长为研究对象；圆形试验箱（2）的直径为1500mm，高1.2m。
5.根据权利要求1所述的盐溶液侵蚀下的混凝土隧道衬砌结构性能试验台，其特征在于在圆形试验箱（2）的侧壁上500mm高处，平均等分开8个直径为50mm的小孔，将焊有圆弧形钢板（7）的不锈钢制的传力杆（4）从孔中穿过。
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