混凝土抗水渗透性试验装置及试验方法制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种混凝土抗水渗透性试验装置及试验方法，用于对具有注水腔的圆柱形的混凝土试件进行抗水渗透性试验，凝土抗水渗透性试验装置包括：水压加载装置和外荷载加载装置；水压加载装置包括自动加压机、以及与混凝土试件的两端密封连接的第一盖板组件和第二盖板组件，第一盖板组件具有注水通道；外荷载加载装置包括第一夹板、第二夹板、导向件、顶推机构、安装板和位移传感器；第一夹板与导向件固定连接，第二夹板与导向件滑动连接；安装板与导向件固定连接，顶推机构安装在安装板上。本申请实施例的混凝土抗水渗透性试验装置及试验方法能够对隧道的混凝土衬砌在受外荷载作用下的耐水压渗透性能进行高效、准确的试验和评价。

【技术实现步骤摘要】
混凝土抗水渗透性试验装置及试验方法
本专利技术涉及混凝土抗水渗透性试验领域，特别涉及一种混凝土抗水渗透性试验装置及试验方法。
技术介绍
目前的混凝土抗水渗透性试验是根据流体力学的达西定律，将混凝土视为多孔固体材料，用渗透系数来评价混凝土的抗渗性，称为渗透系数法。渗透系数法是指利用流体在一定压力条件下通过被测对象的孔隙，从一端向另一端逐渐渗透的原理研究混凝土渗透性的方法。在我国，为了兼顾实际工程应用的便利性，主要采用定性的抗渗标号法来评价混凝土的抗渗性能。具体而言，即按照规范要求制作6个标准的抗渗试件(上底面175mm，下底面185mm)，对其侧面进行密封后，将其安置在抗渗试验机上进行逐级加压，每级水压稳定8个小时，直至发生六个试件中的三个发生渗漏停止试验，并依据渗漏时的水压标定其抗渗等级。此外，还可采用渗水高度法、相对渗透系数法，其试验方法与抗渗标号法类似，都可以直接或者间接地表达出近似的相对渗透系数。但是，相关的试验方法无法对隧道的混凝土衬砌在受外荷载作用下的耐水压渗透性能进行高效、准确的试验和评价。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种能够对隧道的混凝土衬砌在受外荷载作用下的耐水压渗透性能进行高效、准确的试验和评价的混凝土抗水渗透性试验装置及试验方法。为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：本申请一实施例提供了一种混凝土抗水渗透性试验装置，用于对圆柱形的混凝土试件进行抗水渗透性试验，所述混凝土试件具有沿轴向贯穿所述混凝土试件的注水腔，包括：水压加载装置，所述水压加载装置包括自动加压机、以及用于分别与所述混凝土试件的两端密封连接的第一盖板组件和第二盖板组件，所述第一盖板组件具有用于连通所述自动加压机和所述注水腔的注水通道；外荷载加载装置，所述外荷载加载装置包括第一夹板、第二夹板、导向件、顶推机构、安装板和位移传感器；所述第一夹板与所述导向件固定连接，所述第二夹板与所述导向件滑动连接，所述第一夹板和所述第二夹板用于从所述混凝土试件的径向的两侧夹持所述混凝土试件；所述安装板与所述导向件固定连接，且位于所述第二夹板远离所述第一夹板的一侧，所述顶推机构安装在所述安装板上，且所述顶推机构的伸缩顶推部朝向所述第二夹板；所述位移传感器与所述第一夹板和所述第二夹板连接，用于在所述顶推机构顶推所述第二夹板的过程中，检测所述第二夹板的位移量。在一种实施方式中，所述第一盖板组件包括具有所述注水通道的第一盖板、以及设置在所述第一盖板一侧的第一密封圈，所述第一密封圈位于所述注水通道的出水口的周侧；所述第一密封圈用于与所述混凝土试件一端的端面密封接触；所述第二盖板组件包括第二盖板、以及设置在所述第二盖板一侧的第二密封圈；所述第二密封圈用于与所述混凝土试件另一端的端面密封接触。在一种实施方式中，所述所述第一盖板的一侧具有用于与所述混凝土试件的一端配合的第一定位槽，所述注水通道与所述第一定位槽连通，所述第一密封圈设置在所述第一定位槽中；所述第二盖板的一侧具有用于与所述混凝土试件的另一端配合的第二定位槽，所述第二密封圈设置在所述第二定位槽中。在一种实施方式中，所述第一盖板组件包括第一盖板，所述注水通道的进水口设置在所述第一盖板的侧壁上，所述注水通道的出水口设置在所述第一盖板一侧的端面上。在一种实施方式中，所述注水通道包括螺纹连接段、以及与所述螺纹连接段的一端连通的延伸段，所述螺纹连接段远离所述延伸段一端的开口为所述进水口，所述延伸段远离所述螺纹连接段一端的开口为所述出水口。在一种实施方式中，所述第一盖板组件与所述第二盖板组件紧固连接。在一种实施方式中，所述第二夹板的部分结构向外凸出形成抵接凸台；所述混凝土试件被夹持在所述第一夹板和所述第二夹板之间时，所述抵接凸台与所述混凝土试件抵接。在一种实施方式中，所述导向件为拉杆，所述导向件为拉杆，所述第一夹板和所述第二夹板均穿设在所述拉杆上。在一种实施方式中，所述拉杆的数量为两个，两个所述拉杆平行间隔设置，且两个所述拉杆之间形成试件容纳空间；两个所述拉杆的其中之一穿设在所述第一夹板和所述第二夹板的一端，两个所述拉杆的其中另一穿设在所述第一夹板和所述第二夹板的另一端。在一种实施方式中，两个所述拉杆在竖直方向上平行间隔设置，所述第一盖板组件包括第一盖板，所述第一盖板具有第一加载避让口和第二加载避让口，所述第二盖板具有第三加载避让口和第四加载避让口；所述混凝土试件被夹持在所述第一夹板和所述第二夹板之间，且所述注水腔的两端分别与所述第一盖板组件和所述第二盖板组件密封连接时，所述第一加载避让口和所述第三加载避让口避让所述第一夹板，所述第二加载避让口和所述第四加载避让口避让所述第二夹板。本申请另一实施例还提供了一种混凝土抗水渗透性试验方法，利用上述所述的混凝土抗水渗透性试验装置来实现，所述方法包括以下步骤：将多个具有注水腔的圆柱形混凝土试件分成三组，三组所述混凝土试件分别为第一组试件、第二组试件和第三组试件，所述第一组试件中的所述混凝土试件为混凝土试件一，所述第二组试件中的所述混凝土试件为混凝土试件二，所述第三组试件中的所述混凝土试件为混凝土试件三；将所述第一盖板组件和所述第二盖板组件分别与所述混凝土试件一的所述注水腔的两端密封连接；利用所述自动加压机将达到预设水压的水加载到所述混凝土试件一的所述注水腔中，直至水从所述混凝土试件一的外侧壁渗出；根据所述自动加压机在水压加载过程所记录的加载数据，得到无应力作用下混凝土渗透系数的变化规律；其中，所述加载数据包括所述自动加压机在水压加载过程中，不同时间点所对应的加载水量；将所述混凝土试件二装夹在所述第一夹板和所述第二夹板之间，利用所述顶推机构顶推所述第二夹板，直至所述混凝土试件二发生压弯破坏；在所述顶推机构顶推所述第二夹板的过程中，记录所述顶推机构所加载的顶推力的大小，以及在不同大小的顶推力作用下，所述第二夹板的位移量，根据获取的所述顶推机构所加载的顶推力与对应的所述第二夹板的位移量，得到无水压作用下弹性模量的变化规律，并确定所述顶推机构所加载的顶推力的峰值；将所述混凝土试件三的的所述注水腔的两端分别与所述第一盖板组件和所述第二盖板组件密封连接，将密封后的所述混凝土试件三装夹在所述第一夹板和所述第二夹板之间；在预设时间内，利用所述自动加压机将达到预设水压力的水加载到所述混凝土试件三的所述注水腔中，并利用所述顶推机构顶推所述第二夹板，其中，所述顶推机构所加载的顶推力的最大值小于在对所述混凝土试件二所进行的试验中所得到的所述顶推机构所加载的顶推力的峰值；根据所述自动加压机在水压加载过程所记录的加载数据，得到外荷载作用下混凝土渗透系数的变化规律；其中，所述加载数据包括所述自动加压机在水压加载过程中，不同时间点所对应加载水量；将获取的所述外荷载作用下混凝土渗透系数的变化规律与所述无应力作用下混凝土渗透系数的变化规律进行对比，以确定外荷载作用下混凝土力学损伤对混凝土渗透性的影响。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土抗水渗透性试验装置，用于对圆柱形的混凝土试件进行抗水渗透性试验，所述混凝土试件具有沿轴向贯穿所述混凝土试件的注水腔，其特征在于，包括：/n水压加载装置，所述水压加载装置包括自动加压机、以及用于分别与所述混凝土试件的两端密封连接的第一盖板组件和第二盖板组件，所述第一盖板组件具有用于连通所述自动加压机和所述注水腔的注水通道；/n外荷载加载装置，所述外荷载加载装置包括第一夹板、第二夹板、导向件、顶推机构、安装板和位移传感器；所述第一夹板与所述导向件固定连接，所述第二夹板与所述导向件滑动连接，所述第一夹板和所述第二夹板用于从所述混凝土试件的径向的两侧夹持所述混凝土试件；所述安装板与所述导向件固定连接，且位于所述第二夹板远离所述第一夹板的一侧，所述顶推机构安装在所述安装板上，且所述顶推机构的伸缩顶推部朝向所述第二夹板；所述位移传感器与所述第一夹板和所述第二夹板连接，用于在所述顶推机构顶推所述第二夹板的过程中，检测所述第二夹板的位移量。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土抗水渗透性试验装置，用于对圆柱形的混凝土试件进行抗水渗透性试验，所述混凝土试件具有沿轴向贯穿所述混凝土试件的注水腔，其特征在于，包括：
水压加载装置，所述水压加载装置包括自动加压机、以及用于分别与所述混凝土试件的两端密封连接的第一盖板组件和第二盖板组件，所述第一盖板组件具有用于连通所述自动加压机和所述注水腔的注水通道；
外荷载加载装置，所述外荷载加载装置包括第一夹板、第二夹板、导向件、顶推机构、安装板和位移传感器；所述第一夹板与所述导向件固定连接，所述第二夹板与所述导向件滑动连接，所述第一夹板和所述第二夹板用于从所述混凝土试件的径向的两侧夹持所述混凝土试件；所述安装板与所述导向件固定连接，且位于所述第二夹板远离所述第一夹板的一侧，所述顶推机构安装在所述安装板上，且所述顶推机构的伸缩顶推部朝向所述第二夹板；所述位移传感器与所述第一夹板和所述第二夹板连接，用于在所述顶推机构顶推所述第二夹板的过程中，检测所述第二夹板的位移量。


2.根据权利要求1所述的混凝土抗水渗透性试验装置，其特征在于，所述第一盖板组件包括具有所述注水通道的第一盖板、以及设置在所述第一盖板一侧的第一密封圈，所述第一密封圈位于所述注水通道的出水口的周侧；所述第一密封圈用于与所述混凝土试件一端的端面密封接触；
所述第二盖板组件包括第二盖板、以及设置在所述第二盖板一侧的第二密封圈；所述第二密封圈用于与所述混凝土试件另一端的端面密封接触。


3.根据权利要求2所述的混凝土抗水渗透性试验装置，其特征在于，所述所述第一盖板的一侧具有用于与所述混凝土试件的一端配合的第一定位槽，所述注水通道与所述第一定位槽连通，所述第一密封圈设置在所述第一定位槽中；
所述第二盖板的一侧具有用于与所述混凝土试件的另一端配合的第二定位槽，所述第二密封圈设置在所述第二定位槽中。


4.根据权利要求1所述的混凝土抗水渗透性试验装置，其特征在于，所述第一盖板组件包括第一盖板，所述注水通道的进水口设置在所述第一盖板的侧壁上，所述注水通道的出水口设置在所述第一盖板一侧的端面上。


5.根据权利要求4所述的混凝土抗水渗透性试验装置，其特征在于，所述注水通道包括螺纹连接段、以及与所述螺纹连接段的一端连通的延伸段，所述螺纹连接段远离所述延伸段一端的开口为所述进水口，所述延伸段远离所述螺纹连接段一端的开口为所述出水口。


6.根据权利要求1所述的混凝土抗水渗透性试验装置，其特征在于，所述第一盖板组件与所述第二盖板组件紧固连接。


7.根据权利要求1所述的混凝土抗水渗透性试验装置，其特征在于，所述第二夹板的部分结构向外凸出形成抵接凸台；
所述混凝土试件被夹持在所述第一夹板和所述第二夹板之间时，所述抵接凸台与所述混凝土试件抵接。


8.根据权利要求7所述的混凝土抗水渗透性试验装置，其特征在于，所述导向件为拉杆，所述第一夹板和所述第二夹板均穿设在所述拉杆上。


9.根据权利要求8所述的混凝土抗水渗透性试验装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，孙文昊，封坤，梁敏飞，王均勇，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42