The invention relates to an experimental device for measuring chloride ion penetration resistance and crack development of tunnel lining. The cylinder bottom of the model box is steel plate, the four sides are toughened glass, and the cylinder top is toughened glass with circular holes, which can be separated from the cylinder body. The inner cylinder body is provided with an anti-seismic layer, and the bottom of the cylinder is provided with an anti-seismic sponge, which places the cracked tunnel lining model horizontally at the bottom of the model box. Resistance strain gauge is transversely pasted inside the lining, and water-proof exciter is fixed outside the lining. The strain gauge is connected with the strain gauge through the line through the cylinder top circular hole. The exciter is connected with the power amplifier, and the signal amplifier is connected with the computer loading system. The device can well simulate the changes of chloride ion permeability, the development of existing and new cracks in lining, and the influence of pressure water on the bearing characteristics of lining under cyclic dynamic loads under the coupling effect of chloride ion and complex space dynamic loads. It has a good reference value for the maintenance measures of tunnel lining structure in the use process.
【技术实现步骤摘要】
测定隧道衬砌抗氯离子渗透性及裂缝发展的试验装置
本专利技术涉及一种海底隧道衬砌结构在氯离子和周围复杂振动荷载耦合环境中的结构损伤模型试验装置,具体涉及一种弯曲布置振动荷载下测定隧道衬砌抗氯离子渗透性及裂缝发展的试验装置。
技术介绍
随着地下工程的不断发展和利用,人们已经不满足将目光只局限于道桥的发展,隧道运输这种交通方式的方便快捷,成为当今世界许多国家交通工程的一个重点发展的方向。但隧道探测施工困难,其安全性分析也成为建设养护隧道过程中的重中之重。近年来,随着很多的隧道衬砌结构在氯离子和复杂的周围结构动荷载耦合环境中发生损伤,人们逐步意识到在弯曲布置振动荷载下隧道衬砌结构抗氯离子渗透性及裂缝发展变化的的重要意义。国内外相关学者针对在氯离子和周围复杂振动荷载耦合环境中隧道衬砌结构抗氯离子渗透性及裂缝发展变化的的研究方法主要是理论分析法、数值模拟法以及现场监测法。理论分析法是利用弹性理论,通过假定对研究模型进行简化,但在一定程度上不能准确考虑隧道衬砌与氯离子和周围复杂振动荷载耦合环境之间的复杂关系,并且计算量大;数值模拟方法一般需要借助大型商用软件,数值模型的建立较为复杂且计算耗时。现场监测方法是获取隧道衬砌结构抗氯离子渗透性及裂缝发展变化的的主要手段之一,但是受仪器设备以及人为观察因素等限制,现场测试结果具有一定偏差,同时现场监测需要投入一定量的人力物力,现场预埋测试元件非常容易在施工中受到破坏,从而延误监测乃至得到错误监测信息。此外,现有的衬砌损伤模拟系统很少有考虑氯离子和多种弯曲布置振动荷载耦合环境对衬砌损伤的影响。仅仅考虑单个环境对衬砌的损伤。也很少有 ...
【技术保护点】
1.一种测定隧道衬砌抗氯离子渗透性及裂缝发展的试验装置,包括模型箱、氯离子环境、隧道衬砌模型、空间动荷载模拟装置、应力监测装置,特征在于:所述模型箱(1)缸底为矩形钢板,缸体为透明的矩形钢化玻璃,缸顶为具有多圆孔可拆卸的透明钢化玻璃;所述模型箱(1)中盛有氯化钠溶液(2),模拟空间氯离子环境,所述模型箱(1)溶液中水平放置已出现裂缝的隧道衬砌模型(3),所述应力监测装置采用多组电阻应变片,在衬砌内表面端口和中间截面分别横向粘贴一组电阻应变片,用于测量衬砌的应变,电阻应变片通过线路由缸顶圆孔引出与应变仪连接;电阻应变片和线路分别置于防水罩和防水软管连体结构(19)内,所述空间动荷载模拟装置采用防水激振器,在隧道衬砌模型(3)外表面的上侧及两侧分别安装两个防水激振器,固定在缸顶圆孔上的钢架(20)上安装12个防水激振器,防水激振器通过线路由缸顶引出与功率放大器(33)连接,功率放大器(33)连接计算机加载系统(34),控制和调节激振器振动强度,从而模拟不同弯曲动荷载强度下隧道衬砌的抗氯离子渗透性能变化、既有裂缝(35)和新裂缝发展及应力变化情况。
【技术特征摘要】
1.一种测定隧道衬砌抗氯离子渗透性及裂缝发展的试验装置,包括模型箱、氯离子环境、隧道衬砌模型、空间动荷载模拟装置、应力监测装置,特征在于:所述模型箱(1)缸底为矩形钢板,缸体为透明的矩形钢化玻璃,缸顶为具有多圆孔可拆卸的透明钢化玻璃;所述模型箱(1)中盛有氯化钠溶液(2),模拟空间氯离子环境,所述模型箱(1)溶液中水平放置已出现裂缝的隧道衬砌模型(3),所述应力监测装置采用多组电阻应变片,在衬砌内表面端口和中间截面分别横向粘贴一组电阻应变片,用于测量衬砌的应变,电阻应变片通过线路由缸顶圆孔引出与应变仪连接;电阻应变片和线路分别置于防水罩和防水软管连体结构(19)内,所述空间动荷载模拟装置采用防水激振器,在隧道衬砌模型(3)外表面的上侧及两侧分别安装两个防水激振器,固定在缸顶圆孔上的钢架(20)上安装12个防水激振器,防水激振器通过线路由缸顶引出与功率放大器(33)连接,功率放大器(33)连接计算机加载系统(34),控制和调节激振器振动强度,从而模拟不同弯曲动荷载强度下隧道衬砌的抗氯离子渗透性能变化、既有裂缝(35)和新裂缝发展及应力变化情况。2.根据权利要求1所述的隧道衬砌抗氯离子渗透性及裂缝发展变化...
【专利技术属性】
技术研发人员:张治国,方蕾,王志伟,魏纲,丁智,张俊儒,
申请(专利权)人:上海理工大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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