CN108872041B - 一种隧道管片防水层性能测试装置及试验方法 - Google Patents

一种隧道管片防水层性能测试装置及试验方法 Download PDF

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Abstract

一种隧道管片防水层性能测试装置及试验方法,包括水压系统、加载系统以及漏液收集系统,所述水压系统对带有防水材料的混凝土试块施加含有不同介质的稳定水压,所述加载系统对带有防水材料的混凝土试块施加持续可控的挤压荷载,水压系统和加载系统通过固定螺栓连接固定,所述漏液收集系统为收集带有防水材料的混凝土试块在受水压系统提供含有不同介质的稳定水压及加载系统提供的持续可控的挤压荷载作用下的渗漏量。漏液收集系统和加载系统通过固定螺栓固定。本发明能够测试隧道管片在持续荷载和不同介质环境复合作用下的防水层性能。

Description

一种隧道管片防水层性能测试装置及试验方法
技术领域
本发明涉及岩土工程中实验设备领域,具体是一种隧道管片防水层性能测试装置及试验方法。
背景技术
在岩土工程领域中,防水层的性能评价是防水工程设计的重要前提。目前由于还没有评价防水层性能的工程指标,通常都是以防水层的材料指标为依据,而材料性能都是在无荷载作用,即无应力状态下测得。目前,关于防水层的研究侧重于材料性能的改性研究,而有关上述荷载尤其是持续荷载和外界环境对防水层的复合作用研究基本上是空白。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种隧道管片防水层性能测试装置及试验方法,能够通过对管片施加不同大小的持续荷载和不同介质溶液的压力模拟管片防水层在复合作用下的性能变化,较其他研究防水材料性能的装置更能精准的模拟防水材料的现实工作环境,对实际工程有重要的科学参考价值。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:一种隧道管片防水层性能测试装置,包括水压系统、加载系统以及漏液收集系统,具体结构和连接关系为:
所述水压系统位于加载系统上方,漏液收集系统位于加载系统下方,水压系统和加载系统通过固定螺栓连接固定,漏液收集系统和加载系统通过固定螺栓连接固定,
所述水压系统包括储液器、高压泵、稳压储液、进液调节阀、输水管、进水孔、水压池、水压力表和顶盖,所述储液器连接高压泵,高压泵连接稳压储液罐,稳压储液罐连接进液调节阀,进液调节阀连接输水管,输水管连接进水孔,顶盖中空部分为水压池,然后溶液通过进水孔进入水压池对两块带有防水材料的混凝土试块施加持续稳定水压,通过水压力表测得两块带有防水材料的混凝土试块上表面的水压力值,
所述加载系统包括方槽、千斤顶、压力传感器、可移动挡板、两块带有防水材料的混凝土试块和透水支座,两块带有防水材料的混凝土试块放在透水支座上,通过透水支座提供支座反力,千斤顶卡在方槽侧壁预定位置,可移动挡板与千斤顶前端连接,千斤顶对两块带有防水材料的混凝土试块挤压,使两块带有防水材料的混凝土试块受一定的持续挤压荷载,压力传感器设置在千斤顶上,通过压力传感器测得挤压荷载大小,方槽和顶盖通过固定螺栓连接固定,
所述漏液收集系统包括导流板、集水桶和底座,导流板焊接在透水支座上,导流板有一定倾斜度将渗漏的水导入集水桶,集水桶安放在底座上,底座和方槽通过固定螺栓连接固定。
所述水压系统的高压泵为能够提供40m扬程的高压泵,输水管为塑料管,水压池尺寸为长×宽×高=20cm×10cm×10cm,顶盖为高强度铝合金材料。
所述加载系统的方槽为高强度铝合金材料,带有防水材料的混凝土试块规格均为长×宽×高=20cm×20cm×10cm,防水材料为3mm,透水支座为高强度铝合金材料,有钻孔,水可轻易通过。
所述漏液收集系统的底座为高强度铝合金材料。
所述千斤顶、压力传感器和可移动挡板各八个。
所述导流板为光滑的铝合金材料。
所述一种隧道管片防水层性能测试装置的试验方法,具体操作步骤如下:
1)组装水压系统,将储液器连接高压泵,高压泵连接稳压储液罐,稳压储液罐连接进液调节阀,进液调节阀连接输水管,输水管连接进水孔;
2)组装加载系统和漏液收集系统,将导流板倾斜焊接在透水支座下面,集水桶放在底座上,且在导流板下方,方槽和底座通过固定螺栓连接固定,千斤顶卡在方槽侧壁预定位置,混凝土试块上面、下面和一边侧面贴好3mm厚的防水材料组成带有防水材料的混凝土试块,两块带有防水材料的混凝土试块侧边贴有防水材料的一面相互贴近后放到透水支座上,千斤顶施加一定挤压荷载使得两块带有防水材料的混凝土试块紧密贴近;
3)在水压池周围和与带有防水材料的混凝土试块贴到的地方涂抹防水材料,方槽和顶盖通过固定螺栓连接固定,使顶盖和带有防水材料的混凝土试块贴紧不漏水,将水压力表测压头伸到贴近带有防水材料的混凝土试块上表面;
4)通过高压泵将储液器中的溶液加入水压池并控制水压,通过水压力表检测水压,通过计时器记录实验开始时间;
5)通过集水桶收集渗流量,并记录实验结束时间。
本发明的有益效果在于:
1、通过施加不同大小的挤压荷载和不同介质的溶液,研究隧道管片受复合环境作用下及不同复合环境作用下的防水层性能,较其他研究防水材料性能的装置更能精准的模拟防水材料的现实工作环境,对实际工程有重要的科学参考价值。
2、带有防水材料的混凝土试块中的防水材料能够更换不同种类防水材料或者新老防水材料,研究不同防水材料的性能。
3、装置密封性好,检测范围外抗渗性好,对实验影响微弱。
4、顶盖、方槽、底座为可拆分部件,携带性高。
5、实验仪器结构简单,易于操作,自动化程度高且试验精度高。
附图说明
图1为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的结构示意图。
图2为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的功能区域图。
图3为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的横截面图。
图4为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的俯视图。
图5为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的1-1剖面图。
图6为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的2-2剖面图。
图7为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的左视图。
图8为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的3-3剖面图。
图9为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的4-4剖面图。
图10为本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的千斤顶细部图。
图中标记为:储液器4、高压泵5、稳压储液罐6、进液调节阀7、输水管8、进水孔9、水压池10、水压力表11、顶盖12、方槽13、千斤顶14、压力传感器15、可移动挡板16、带有防水材料的混凝土试块17A、带有防水材料的混凝土试块17B、透水支座18、导流板19、集水桶20、底座21、固定螺栓22。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如附图1、2、3、7所示,本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置,包括水压系统1、加载系统2和漏液收集系统3,具体结构和连接关系为:
所述水压系统1位于加载系统2上方,漏液收集系统3位于加载系统2下方,水压系统1和加载系统2通过固定螺栓连接固定,漏液收集系统3和加载系统2通过固定螺栓22连接固定。
所述水压系统1包括储液器4、高压泵5、稳压储液罐6、进液调节阀7、输水管8、进水孔9、水压池10、水压力表11和顶盖12,所述储液器4连接高压泵5,高压泵5连接稳压储液罐6,稳压储液罐6连接进液调节阀7,进液调节阀7连接输水管8,输水管8连接进水孔9,顶盖12中空部分为水压池10。水通过进水孔9进入水压池10对带有防水材料的混凝土试块17A和带有防水材料的混凝土试块17B施加稳定水压,通过水压力表11测带有防水材料的混凝土试块17A上表面的水压力值。
所述加载系统2包括方槽13、千斤顶14、压力传感器15、可移动挡板16、带有防水材料的混凝土试块17A、带有防水材料的混凝土试块17B和透水支座18,带有防水材料的混凝土试块17A和带有防水材料的混凝土试块17B放在透水支座18上,通过透水支座18提供支座反力,千斤顶14卡在方槽侧壁预定位置,可移动挡板16与千斤顶14前端连接,千斤顶14对带有防水材料的混凝土试块17A、带有防水材料的混凝土试块17B挤压,使带有防水材料的混凝土试块17A和带有防水材料的混凝土试块17B受一定的持续挤压荷载,压力传感器15设置在千斤顶14上,通过压力传感器15测得挤压荷载大小,方槽13和顶盖12通过固定螺栓22连接固定。
所述漏液收集系统3包括导流板19、集水桶20和底座21,导流板19连接透水支座18将渗漏的水导入集水桶20,集水桶20放在底座21上,底座21和方槽13通过固定螺栓22连接固定。
所述千斤顶14、压力传感器15和可移动挡板16连为一体,千斤顶14卡在方槽侧壁预定位置,可移动挡板16与千斤顶14前端连接,千斤顶14对带有防水材料的混凝土试块17A和带有防水材料的混凝土试块17B进行挤压,使带有防水材料的混凝土试块17A和带有防水材料的混凝土试块17B有一定的持续挤压荷载,压力传感器15设置在千斤顶14上,通过压力传感器15测得挤压荷载大小,所述千斤顶14、压力传感器15和可移动挡板16各八个。
本发明所述的隧道管片防水层性能测试装置的试验方法,具体操作步骤如下:
1)组装水压系统1,储液器4连接高压泵5,高压泵5连接稳压储液罐6,稳压储液罐6连接进液调节阀7,进液调节阀7连接输水管8,输水管8连接进水孔9;
2)组装加载系统2和漏液收集系统3,导流板19倾斜焊接在透水支座18下面,集水桶20放在底座21上,且在导流板19下方,方槽13和底座21通过固定螺栓22连接固定,千斤顶14卡在方槽13侧壁预定位置,混凝土试块上面、下面和一边侧面贴好3mm厚的防水材料组成带有防水材料的混凝土试块,带有防水材料的混凝土试块17A和带有防水材料的混凝土试块17B侧边贴有防水材料的一面相互贴近后放到透水支座18上,千斤顶14施加一定挤压荷载使得带有防水材料的混凝土试块17A和带有防水材料的混凝土试块17B紧密贴近;
3)在水压池10周围和与带有防水材料的混凝土试块17A、带有防水材料的混凝土试块17B贴到的地方涂抹防水材料,方槽13和顶盖12通过固定螺栓22连接固定,使顶盖12和带有防水材料的混凝土试块17A、带有防水材料的混凝土试块17B贴紧不漏水,将水压力表11测压头伸到贴近带有防水材料的混凝土试块17A上表面;
4)通过高压泵5将储液器4中的溶液加入水压池10并控制水压,通过水压力表11检测水压,通过计时器记录实验开始时间;
5)通过集水桶20收集渗流量,并记录实验结束时间。
实验前准备阶段:对千斤顶14进行测试,确保施加压力和测的的压力值是一致的,组装装置完成后需要进行预实验,施加一定水压,观察装置有无漏水情况。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不限制于本发明,应当指出,对于本领域的技术人员及普通人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种隧道管片防水层性能的试验方法,其特征在于,具体试验操作步骤如下:
1)组装水压系统,将储液器连接高压泵,高压泵连接稳压储液罐,稳压储液罐连接进液调节阀,进液调节阀连接输水管,输水管连接进水孔;
2)组装加载系统和漏液收集系统,将导流板倾斜焊接在透水支座下面,集水桶放在底座上,且在导流板下方,方槽和底座通过固定螺栓连接固定,千斤顶卡在方槽侧壁预定位置,混凝土试块上面、下面和一边侧面贴好3mm厚的防水材料组成带有防水材料的混凝土试块,两块带有防水材料的混凝土试块侧边贴有防水材料的一面相互贴近后放到透水支座上,千斤顶施加一定挤压荷载使得两块带有防水材料的混凝土试块紧密贴近;
3)在水压池周围和与带有防水材料的混凝土试块贴到的地方涂抹防水材料,方槽和顶盖通过固定螺栓连接固定,使顶盖和带有防水材料的混凝土试块贴紧不漏水,将水压力表测压头伸到贴近带有防水材料的混凝土试块上表面;
4)通过高压泵将储液器中的溶液加入水压池并控制水压,通过水压力表检测水压,通过计时器记录实验开始时间;
5)通过集水桶收集渗流量,并记录实验结束时间,
所述隧道管片防水层性能的试验方法的装置,包括水压系统、加载系统以及漏液收集系统,具体结构和连接关系为:
所述水压系统位于加载系统上方,漏液收集系统位于加载系统下方,水压系统和加载系统通过固定螺栓连接固定,漏液收集系统和加载系统通过固定螺栓连接固定,
所述水压系统包括储液器、高压泵、稳压储液、进液调节阀、输水管、进水孔、水压池、水压力表和顶盖,所述储液器连接高压泵,高压泵连接稳压储液罐,稳压储液罐连接进液调节阀,进液调节阀连接输水管,输水管连接进水孔,顶盖中空部分为水压池,然后溶液通过进水孔进入水压池对两块带有防水材料的混凝土试块施加持续稳定水压,通过水压力表测得两块带有防水材料的混凝土试块上表面的水压力值,
所述加载系统包括方槽、千斤顶、压力传感器、可移动挡板、两块带有防水材料的混凝土试块和透水支座,两块带有防水材料的混凝土试块放在透水支座上,通过透水支座提供支座反力,千斤顶卡在方槽侧壁预定位置,可移动挡板与千斤顶前端连接,千斤顶对两块带有防水材料的混凝土试块挤压,使两块带有防水材料的混凝土试块受一定的持续挤压荷载,压力传感器设置在千斤顶上,通过压力传感器测得挤压荷载大小,方槽和顶盖通过固定螺栓连接固定,
所述漏液收集系统包括导流板、集水桶和底座,导流板焊接在透水支座上,导流板有一定倾斜度将渗漏的水导入集水桶,集水桶安放在底座上,底座和方槽通过固定螺栓连接固定。
2.根据权利要求1所述的隧道管片防水层性能的试验方法,其特征在于,所述水压系统的高压泵为能够提供40m扬程的高压泵,输水管为塑料管,水压池尺寸为长×宽×高=20cm×10cm×10cm,顶盖为高强度铝合金材料。
3.根据权利要求1所述的隧道管片防水层性能的试验方法,其特征在于,所述加载系统的方槽为高强度铝合金材料,带有防水材料的混凝土试块规格均为长×宽×高=20cm×20cm×10cm,防水材料为3mm,透水支座为高强度铝合金材料,有钻孔,水可轻易通过。
4.根据权利要求1所述的隧道管片防水层性能的试验方法,其特征在于,所述漏液收集系统的底座为高强度铝合金材料。
5.根据权利要求1所述的隧道管片防水层性能的试验方法,其特征在于,所述千斤顶、压力传感器和可移动挡板各八个。
6.根据权利要求1所述的隧道管片防水层性能的试验方法,其特征在于,所述导流板为光滑的铝合金材料。
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