CN206696057U - 可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型,包括透明且实心的座体，从座体顶部垂直向下开凿有盲孔，盲孔内表面衬砌有混凝土层，紧贴混凝土层内表面设有用于盛装高压空气的柔性材料制成的囊体；在盲孔内、位于囊体顶部固定设置有密封堵头；囊体顶部设有进气管、出气管、测压管、测温度管，这四根管分别与囊体内腔连通，四根管的另一端向上延伸穿过密封堵头并伸出。本实用新型设计出了能够方便准确的观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展形式的室内模型，为测定衬砌混凝土效果及确定最优配合比混凝土提供了参考依据。能够根据变形裂缝情况确定不同配合比混凝土所需厚度，以及其对密封效果的影响。

Description

可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型

技术领域

本实用新型涉及一种可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型。

背景技术

压缩空气储能电站地下储气库在开建之前需要进过模型试验，否则贸然开建一旦出现问题，损失严重。压缩空气储能电站地下储气库在建设过程中需要用到大量的密封材料，密封材料的好坏直接关系到密封效果。

密封材料只起密封作用，基本不承受内压。气压主要由围岩承担。而衬砌混凝土刚好作为两者之间的传力措施。混凝土材料的力学性能（弹性模量、强度指标等）直接关系到混凝土自身及密封材料的变形。如果混凝土裂缝达到一定程度会直接导致密封材料失效，而使整个储气方案失败。

然而，国内外并没有很好的试验模型能够在实验室观测试验，存在如下问题：

1）由于混凝土位于内部，在充放气过程中及试验之后，都无法观察其变形大小及裂缝扩展过程。

2）无法观察混凝土变形大小，以至于无法及时调整储气库压力。

3）无法比较不同种类混凝土在储气库运行时的传力效果，确定最优配合比的混凝土。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种能够方便准确的检测柔性材料对岩洞内高压空气密封效果的室内试验模型。

本实用新型解决问题的技术方案是：一种可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型,包括透明且实心的座体，从座体顶部垂直向下开凿有盲孔，盲孔内表面设有混凝土层，紧贴混凝土层内表面设有用于盛装高压空气的柔性材料制成的囊体；

在盲孔内、位于囊体顶部固定设置有密封堵头；

所述囊体顶部设有进气管、出气管、测压管、测温度管，这四根管分别与囊体内腔连通，四根管的另一端向上延伸穿过密封堵头并伸出。

上述方案中，座体就类似实际工况中的围岩，要保证座体具有足够的强度，而在充高压时不损坏。利用座体透明的特点，可以从外面明确的观察到在向囊体内充放气过程中衬砌混凝土的裂纹情况。通过观察找到充放气过程中裂纹的发展规律及通过衬砌混凝土的状态确定储气库的安全状况。

优选的，所述座体为采用钢化玻璃制成的圆柱体。因为钢化玻璃强度很高，在试验高压气体作用下不会发生破坏，无需对圆柱体钢化玻璃施加围压。利用圆柱体具有放大的效果，可更加清晰的看到裂纹情况。

具体的，在座体上与密封堵头等高位置处，横穿座体及密封堵头设有将密封堵头与座体固定的螺栓。密封堵头将囊体密封于座体中，为防止充放气后囊体将密封堵头顶出，需将密封堵头固定。

进一步的，所述囊体包括头盖、两端开口的囊身、底盖，所述头盖和底盖分别与囊身两端粘接密封。

上述方案中，为了模拟真实的建设要求,囊体采用组合粘接的结构,而不采用一体式结构。因为在实际建设中不可能一体成型制造出如此巨大的充填高压空气的囊体，必须采用拼接的方式制造囊体，所以，将囊体设计成几个部分粘接的形式。

具体的，所述囊体与盲孔内的混凝土层之间通过胶黏剂粘接固定。

所述盲孔和囊体为圆柱形，密封堵头为中空圆柱形腔体。

试验操作方案如下：保证设计充气速率通过进气管对囊体进行充气，在设计时间后囊体内气压刚好到达设计压强。接着，使囊体处于设计压强一段时间。最后，出气管保持设计速率进行放气，保证放气预定时间后，囊体内气压刚好到达预定值。期间每隔一定时间通过测压管与测温度管对囊体内压力与温度进行记录，并且在外实时观察衬砌混凝土层在循环充放气过程中的发展情况，做好记录。每天循环上述步骤，经过设定天数后对衬砌混凝土的发展情况作出规律性的总结。

本实用新型设计出了能够方便准确的观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展形式的室内模型，为测定衬砌混凝土效果及确定最优配合比混凝土提供了参考依据。

能够根据变形裂缝情况确定不同配合比混凝土所需厚度，以及其对密封效果的影响。同时还可测定密封腔内的压力、温度，对判断其施工可行性具有非常重要的指导意义。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型试验模型剖视图。

图2是本实用新型试验模型俯视图。

图3是囊体立体图。

图4是囊体头盖立体图。

图5是囊身立体图。

图6是囊体底盖立体图。

图中：1、螺栓，2、座体，3、进气管，4、出气管，5、测压管，6、测温度管，7、混凝土层，8、盲孔，9、胶黏剂，11、密封堵头，12、囊体，13、头盖，14、囊身，15、底盖。

具体实施方式

如图1～6所示，一种可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型,包括透明且实心的座体2。所述座体2为采用钢化玻璃制成的圆柱体。

从座体2顶部垂直向下开凿有盲孔8，盲孔8内表面衬砌有混凝土层7。

紧贴混凝土层7内表面设有用于盛装高压空气的柔性材料制成的囊体12。所述囊体12包括头盖13、两端开口的囊身14、底盖15，所述头盖13和底盖15分别与囊身14两端粘接密封。所述囊体12与盲孔8内的混凝土层7之间通过胶黏剂9粘接固定。

在盲孔8内、位于囊体12顶部固定设置有密封堵头11。在座体2上与密封堵头11等高位置处，横穿座体2及密封堵头11设有将密封堵头11与座体2固定的螺栓1。

所述囊体12顶部设有进气管3、出气管4、测压管5、测温度管6。这四根管分别与囊体12内腔连通，四根管的另一端向上延伸穿过密封堵头11并伸出。

所述盲孔8和囊体12为圆柱形，密封堵头11为中空圆柱形腔体。

试验操作方案如下：保证设计充气速率通过进气管3对囊体进行充气，在设计时间后囊体12内气压刚好到达设计压强。接着，使囊体12处于设计压强一段时间。最后，出气管4保持设计速率进行放气，保证放气预定时间后，囊体12内气压刚好到达预定值。期间每隔一定时间通过测压管5与测温度管6对囊体12内压力与温度进行记录，并且在外实时观察衬砌混凝土层7在循环充放气过程中的发展情况，做好记录。每天循环上述步骤，经过设定天数后对衬砌混凝土的发展情况作出规律性的总结。

Claims (6)

1.一种可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型,其特征在于：包括透明且实心的座体（2），从座体（2）顶部垂直向下开凿有盲孔（8），盲孔（8）内表面设有混凝土层（7），紧贴混凝土层（7）内表面设有用于盛装高压空气的柔性材料制成的囊体（12）；

在盲孔（8）内、位于囊体（12）顶部固定设置有密封堵头（11）；

所述囊体（12）顶部设有进气管（3）、出气管（4）、测压管（5）、测温度管（6），这四根管分别与囊体（12）内腔连通，四根管的另一端向上延伸穿过密封堵头（11）并伸出。

2.根据权利要求1所述的可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型，其特征在于：所述座体（2）为采用钢化玻璃制成的圆柱体。

3.根据权利要求1所述的可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型，其特征在于：在座体（2）上与密封堵头（11）等高位置处，横穿座体（2）及密封堵头（11）设有将密封堵头（11）与座体（2）固定的螺栓（1）。

4.根据权利要求1所述的可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型，其特征在于：所述囊体（12）包括头盖（13）、两端开口的囊身（14）、底盖（15），所述头盖（13）和底盖（15）分别与囊身（14）两端粘接密封。

5.根据权利要求1所述的可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型，其特征在于：所述囊体（12）与盲孔（8）内的混凝土层（7）之间通过胶黏剂（9）粘接固定。

6.根据权利要求1所述的可观测高压储气库内衬混凝土裂缝扩展的室内试验模型，其特征在于：所述盲孔（8）和囊体（12）为圆柱形，密封堵头（11）为中空圆柱形腔体。