CN103792180A - 一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法 - Google Patents
一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103792180A CN103792180A CN201410049173.2A CN201410049173A CN103792180A CN 103792180 A CN103792180 A CN 103792180A CN 201410049173 A CN201410049173 A CN 201410049173A CN 103792180 A CN103792180 A CN 103792180A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- deteriorated
- pressure
- valve
- analogue means
- ocean
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法。模拟装置包括压力罐、试样搁架、叶轮和电动机，所述的叶轮安装在压力罐内，叶轮轴穿过安装在压力罐上的轴封伸出压力罐，由电动机驱动。本发明通过叶轮搅动压力罐中的海水模拟液形成水流模拟水下海流对钢筋混凝土劣化产生的影响，通过调整压力罐中的压力可以模拟不同的海下深度，可为深海钢筋混凝土结构设计和安全服役提供较为准确的数据。
Description
[技术领域]
本发明涉及混凝土劣化试验，尤其涉及一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法。
[背景技术]
海洋混凝土材性劣化机理和规律是钢筋混凝土跨海大桥等基础设施和重大海工构筑物性能保障研究的关键科学问题。在海洋环境中，跨海桥梁、海底隧道、港工码头等混凝土工程经受着结构工作荷载、海水压力、海流冲刷以及海洋侵蚀性介质的多重作用。由于提取现场监测技术数据和获得劣化海洋结构构件存在诸多实际困难，简便有效地获取海工混凝土模拟试件成为其基本力学和耐久性能研究的技术关键。
国际材料与结构研究实验联合会（RILEM)下的期刊《Material andstructures》1993年（第26卷），（546—556）页，刊登了G.VAN DERWEGEN,J.BIJEN,R.VAN SELST的署名文章“混凝土在高压海水影响下的性状表现”，（G.VAN DER WEGEN,J.BIJEN,R.VAN SELST Behaviour of concrete affectedby sea-water under high pressure Materials and Structures,1993,26,549-556）文章公开了一种压力容器可以持续施加压力达数年以上，同时对氯离子、钾离子渗透等进行观察。然而该实验装置的缺点是静水放置。众所周知即使在深海中海流速度也不是为零的，在海下1000m左右的深度，平均速度可以达到0.2m/s，海流的冲刷作用使得离子化合物无法大量堆积在混凝土表面，所以必然会降低单位时间内离子的渗透深度。用在静水压力情况下获得的实验数据来分析海下结构中的恒定、持续的受力和海流冲刷的情况必然会有相当的误差。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种可以模拟水下海流对钢筋混凝土劣化影响的海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种海洋混凝土劣化模拟方法，在装有混凝土试样和海水模拟液的加压容器中搅动海水模拟液形成水流模拟水下海流对钢筋混凝土劣化影响。
海洋混凝土劣化模拟装置的技术方案是，包括压力罐、试样搁架、叶轮和电动机，所述的叶轮安装在压力罐内；叶轮轴穿过安装在压力罐上的轴封伸出压力罐，由电动机驱动。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，压力罐包括下出水阀接头、上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，压力罐包括罐体和封盖，封盖封闭罐体顶部的开口；叶轮安装在罐体的下部；所述的下出水阀接头布置在罐体下部，上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头布置在封盖上。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，罐体为立式的开口圆罐，叶轮轴穿过圆罐的罐底。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，包括下出水阀、上出水阀、压力表、加压阀和加压泵，下出水阀接下出水阀接头、上出水阀接上出水阀接头、压力表接压力表接头，加压泵通过加压阀接加压阀接头。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，包括控制电路，控制电路包括控制器、压力变送器，压力变送器接压力表接头，压力变送器的压力信号输出端接控制器；加压阀是电控阀，加压阀和加压泵接控制器的控制信号输出端。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，当压力罐中的压力低于设定压力时，控制器打开加压阀和加压泵向压力罐加压；当压力罐中的压力达到预定压力时，控制器关闭加压阀和加压泵。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，所述的电动机是变频伺服电机，变频伺服电机的控制端接控制器。
以上所述的海洋混凝土劣化模拟装置，沿罐体的轴向布置复数个试样搁架。
本发明海洋混凝土劣化模拟装置通过叶轮搅动压力罐中的海水模拟液形成水流模拟水下海流对钢筋混凝土劣化产生的影响，通过调整压力罐中的压力可以模拟不同的海下深度，可为深海钢筋混凝土结构设计和安全服役提供较为准确的数据。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例海洋混凝土劣化模拟装置的剖面图。
图2是本发明实施例海洋混凝土劣化模拟装置的俯视图。
图3是本发明实施例试样搁架的主视图。
图4是本发明实施例试样搁架的俯视图。
[具体实施方式]
本发明实施例海洋混凝土劣化模拟装置的结构如图1至图4所示，包括压力罐100、三个混凝土试样200、三个试样搁架10、叶轮组件300和变频伺服电动机（图中未示出）。
压力罐100包括罐体1和封盖2。罐体1为立式的开口圆罐，圆形的封盖2用12个螺栓3和密封垫4封闭罐体1顶部的开口。
三个试样搁架10沿罐体1的轴向布置，每个试样搁架10上放置一个混凝土试样200。如图3和图4所示，试样搁架10用钢筋制成，便于水流流动。
叶轮组件300包括叶轮8、叶轮轴7、轴承座5和轴封6，轴承座5和轴封6固定在罐体的底板101上，叶轮轴7由轴承座5和轴封6支承和密封。叶轮8位于在罐体1的下部，固定在叶轮轴7的上端；叶轮轴7的下端由变频伺服电动机驱动。
下出水阀接头102布置在罐体1的底板101上，连接下出水阀。上出水阀接头201、压力表接头202和加压阀接头203布置在封盖2上。上出水阀接头201接上出水阀，压力表接头202接压力表和压力变送器，加压泵通过加压阀接加压阀接头203。
控制电路包括控制器，压力变送器的压力信号输出端接控制器。加压阀是电控阀，加压阀和加压泵接控制器的控制信号输出端。变频伺服电机的控制端接控制器。
当压力罐100中的压力低于设定压力时，控制器打开加压阀和加压泵向压力罐100加压。当压力罐100中的压力达到预定压力时，控制器关闭加压阀和加压泵。
进行模拟试验时，将三个混凝土试样200放入压力罐100中的试样搁架10上，关闭下出水阀，把海水模拟液灌入罐体1内直至同顶边沿持平后停止灌注。用12个螺栓3将封盖2与罐体1进行密封。
打开加压泵开始对罐体1进行加压，当上出水阀开始往外溢水时，关闭上出水阀。继续加压直到压力计显示预期压力值时，保持加压泵压力值不变。当压力计所示压力值开始下降时，压力变送机通过控制器启动加压泵，给罐体1开始输入持续水压，直到压力计达到预定水压值时，压力变送器传导信号给控制器使加压泵停止输压。
通过控制器打开变频伺服马达开关进行海流模拟，根据不同的海浪谱所推导出的海流速度的需要对变频伺服马达进行调整。最后根据需要获得的数值的具体周期来确定运行时间。
达到预定模拟时间后，关闭加压泵和变频伺服马达电源，当罐体1内部压力降低到安全值后，打开上出水阀和下出水阀将海水模拟液排出。海水模拟液需经处理后可排入下水道。取出混凝土试样200，进行相应的数据分析和进一步的研究。
本发明以上实施例可以对海工结构中，如海港、桥梁、石油钻井平台的桥墩、柱子在承受巨大的三向压力、海流冲击、温度等因素情况下，氯离子的扩散速度的模拟从而得出相应的实验值，为正确的给出钢筋混凝土在深海情况下的结构设计和安全服役使命提供重要参数。
本发明以上实施例用高压泵对压力罐内的试样进行持续加压从而获得对海下实际情况的模拟，并打通过叶轮搅动水流进行海流模拟，根据不同的海流速需要对伺服马达进行调整。最后根据需要获得的数值的具体周期来判定运行时间。
本发明以上实施例的压力值可以根据需要的海水深度的不同进行调节，水流速度也可以根据实际情况进行调整，使用方便，能够较为真实地模拟深度达300m的深海环境。
Claims (10)
1.一种海洋混凝土劣化模拟方法，其特征在于，在装有混凝土试样和海水模拟液的加压容器中搅动海水模拟液形成水流模拟水下海流对钢筋混凝土劣化影响。
2.一种海洋混凝土劣化模拟装置，包括压力罐和试样搁架，其特征在于，包括叶轮和电动机，所述的叶轮安装在压力罐内；叶轮轴穿过安装在压力罐上的轴封伸出压力罐，由电动机驱动。
3.根据权利要求2所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，压力罐包括下出水阀接头、上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头。
4.根据权利要求3所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，压力罐包括罐体和封盖，封盖封闭罐体顶部的开口；叶轮安装在罐体的下部；所述的下出水阀接头布置在罐体下部，上出水阀接头、压力表接头和加压阀接头布置在封盖上。
5.根据权利要求4所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，罐体为立式的开口圆罐，叶轮轴穿过圆罐的罐底。
6.根据权利要求3所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，包括下出水阀、上出水阀、压力表、加压阀和加压泵，下出水阀接下出水阀接头、上出水阀接上出水阀接头、压力表接压力表接头，加压泵通过加压阀接加压阀接头。
7.根据权利要求6所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，包括控制电路，控制电路包括控制器、压力变送器，压力变送器接压力表接头，压力变送器的压力信号输出端接控制器；加压阀是电控阀，加压阀和加压泵接控制器的控制信号输出端。
8.根据权利要求7所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，当压力罐中的压力低于设定压力时，控制器打开加压阀和加压泵向压力罐加压；当压力罐中的压力达到预定压力时，控制器关闭加压阀和加压泵。
9.根据权利要求7所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，所述的电动机是变频伺服电机，变频伺服电机的控制端接控制器。
10.根据权利要求5所述的海洋混凝土劣化模拟装置，其特征在于，沿罐体的轴向布置复数个试样搁架。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410049173.2A CN103792180A (zh) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | 一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410049173.2A CN103792180A (zh) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | 一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103792180A true CN103792180A (zh) | 2014-05-14 |
Family
ID=50668054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410049173.2A Pending CN103792180A (zh) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | 一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103792180A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108489705A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-04 | 武汉海王机电工程技术有限公司 | 一种模拟海洋洋流环境的水压试验装置及方法 |
| CN110006816A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-12 | 烟台宏远氧业股份有限公司 | 一种深海环境模拟装置 |
| CN114689829A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-07-01 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种水位变动区船闸混凝土的劣化模拟试验方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101482482A (zh) * | 2009-02-04 | 2009-07-15 | 北京科技大学 | 一种海洋腐蚀模拟加速试验装置 |
| CN101576471A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-11-11 | 中国石油大学(北京) | 在高温高压反应釜中实现多相管流和冲刷腐蚀的试验装置 |
| CN103196819A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-07-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于测试材料腐蚀行为的深海环境模拟装置 |
| CN203705317U (zh) * | 2014-02-12 | 2014-07-09 | 深圳大学 | 一种海洋混凝土劣化模拟装置 |
-
2014
- 2014-02-12 CN CN201410049173.2A patent/CN103792180A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101482482A (zh) * | 2009-02-04 | 2009-07-15 | 北京科技大学 | 一种海洋腐蚀模拟加速试验装置 |
| CN101576471A (zh) * | 2009-04-27 | 2009-11-11 | 中国石油大学(北京) | 在高温高压反应釜中实现多相管流和冲刷腐蚀的试验装置 |
| CN103196819A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-07-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于测试材料腐蚀行为的深海环境模拟装置 |
| CN203705317U (zh) * | 2014-02-12 | 2014-07-09 | 深圳大学 | 一种海洋混凝土劣化模拟装置 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| G. VAN DER WEGEN ET. AL: "Behaviour of concrete affected by sea-water under high pressure", 《MATERIALS AND STRUCTURES》 * |
| 付宝祥等: "《化工现场测控仪表》", 31 October 2013, 化学工业出版社 * |
| 寿比南等: "《中华人民共和国国家标准》", 1 March 2012 * |
| 张康达等: "《压力容器手册 上》", 31 December 1987, 劳动人事出版社 * |
| 昝云龙: "《技术管理》", 31 July 2003, 原子能出版社 * |
| 王国璋: "《压力容器设计实用手册》", 31 May 2013, 中国石化出版社 * |
| 谭蔚: "《压力容器安全管理技术》", 30 June 2006, 化学工程出版社 * |
| 黄文鑫: "《仪表工问答》", 31 March 2013, 化学工业出版社 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108489705A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-04 | 武汉海王机电工程技术有限公司 | 一种模拟海洋洋流环境的水压试验装置及方法 |
| CN110006816A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-12 | 烟台宏远氧业股份有限公司 | 一种深海环境模拟装置 |
| CN110006816B (zh) * | 2019-05-21 | 2023-12-05 | 烟台宏远氧业股份有限公司 | 一种深海环境模拟装置 |
| CN114689829A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-07-01 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种水位变动区船闸混凝土的劣化模拟试验方法 |
| CN114689829B (zh) * | 2022-04-27 | 2023-09-26 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种水位变动区船闸混凝土的劣化模拟试验方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103196819B (zh) | 一种适用于测试材料腐蚀行为的深海环境模拟装置 | |
| CN103792180A (zh) | 一种海洋混凝土劣化模拟装置和模拟方法 | |
| CN105547752A (zh) | 海洋调查取样器及其取样方法 | |
| CN103869048A (zh) | 一种模拟底泥污染物再悬浮释放的环形水槽装置 | |
| CN205139120U (zh) | 二氧化碳驱压井液气侵模拟评价实验装置 | |
| US20180266072A1 (en) | Methods and Systems for Dredging | |
| CN105689893B (zh) | 模拟海洋环境下激光切割的试验装置 | |
| CN103792172A (zh) | 加压式变水头渗透仪 | |
| Hong et al. | Propeller jet–induced suspended-sediment concentration | |
| CN203705317U (zh) | 一种海洋混凝土劣化模拟装置 | |
| CN108332901B (zh) | 波浪作用下沉积物孔压响应模拟方法 | |
| CN103900888A (zh) | 一种海洋钢筋混凝土自然锈蚀模拟装置和模拟方法 | |
| CN110849660A (zh) | 一种地质钻探取样装置 | |
| CN207662733U (zh) | 波浪作用下沉积物孔压响应模拟装置 | |
| CN214576985U (zh) | 一种深海海底硬岩钻进取芯参数测量的实验装置 | |
| CN104865045A (zh) | 一种闭环控制的潮汐流模拟试验装置 | |
| CN104652406A (zh) | 深水基床夯实系统 | |
| Zhai et al. | Experimental study of wave motion and pore pressure around a submerged impermeable breakwater in a sandy seabed | |
| CN207730418U (zh) | 波浪作用下海床动力响应实验设备 | |
| Crooks et al. | Oscillating wave surge converter forced oscillation tests | |
| CN108088651B (zh) | 波浪作用下海床动力响应实验设备及模拟实验方法 | |
| CN211504968U (zh) | 一种海洋工程基础灌浆料疲劳试验装置及系统 | |
| CN209979287U (zh) | 一种底泥再悬浮实验装置 | |
| CN113945471A (zh) | 一种荷载和环境耦合作用下混凝土冲刷试验装置 | |
| Ockenden et al. | Laboratory testing of muds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140514 |