本发明专利技术公开了一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，该装置包括腐蚀溶液模拟箱、氮气供给机构、二氧化碳供给机构和监控模块，腐蚀溶液模拟箱包括耐腐蚀箱体、箱盖和旋转部件，旋转部件包括转盘、转轴和旋转电机，耐腐蚀箱体上设置有两组循环泵机构，耐腐蚀箱体中设置有温度调节部件，监控模块包括监控箱和微控制器，以及温度传感器与压力传感器。本发明专利技术设计合理，不仅可以模拟隧道所处实际环境的温度和围压，还可以模拟隧道围岩混凝土喷层试件所处地层腐蚀溶液状态，提高了隧道围岩混凝土喷层腐蚀溶液模拟试验的准确性和稳定性。稳定性。稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置
[0001]本专利技术属于隧道围岩混凝土喷层腐蚀模拟
，尤其是涉及一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置。
技术介绍
[0002]随着“新奥法”的广泛推广，隧道喷射混凝土相关研究取得了长足发展，则研究重点主要集中在喷射支护力学机理、材料特性、喷射技术及工程应用等方面，相对而言，关于喷射混凝土与围岩的粘结性能研究尚不够深入，且相关研究主要针对喷射混凝土材料本身，未将混凝土喷层
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围岩视为研究整体，没有着重考虑二者接触界面力学性能及外界环境(主要针对腐蚀性溶液)影响效应。因此，开展腐蚀溶液作用下隧道围岩
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混凝土喷层粘结性能试验及其劣化机理研究显得尤为紧迫和必要。针对于此，在试验过程中对隧道围岩
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混凝土喷层进行人工模拟环境是必不可少的关键环节，如何有效的利用腐蚀溶液对隧道围岩
‑
混凝土喷层进行加速腐蚀，这一问题的提出对环境试验设备提出了更严格的要求。
[0003]在传统腐蚀中，是将试样直接浸泡在装有腐蚀液的容器内，所得结果与试验结果偏差较大，因为很多因素都会影响最后的腐蚀结果，比如腐蚀液的温度，周围的压力以及搅拌方式等，对于隧道围岩
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混凝土喷层这一二元体来说，保证其内部腐蚀均匀性是试验完整进行的前提条件，而影响它的最大因素是反应过程中气泡的排出，热的传导和周围压力。为了得到均匀的腐蚀效果，应尽量减少气泡在腐蚀面的滞留时间，目前所运用的办法大体为摇晃法，搅拌器搅拌法，腐蚀液流动搅拌法等。这些方法对小尺寸试件具有较好的效果，但对于大体积试件来说，由于其腐蚀面加大，所产生的气泡更多，并不能快速的排除气泡，从而影响其试验质量。
[0004]因此，迫切需要一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，不仅可以模拟隧道所处实际环境的温度和围压，还可以模拟隧道围岩混凝土喷层试件所处地层腐蚀溶液状态，提高了隧道围岩混凝土喷层腐蚀溶液模拟试验的准确性和稳定性。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其设计合理，操作便捷，不仅可以模拟隧道所处实际环境的温度和围压，还可以模拟隧道围岩混凝土喷层试件所处地层腐蚀溶液状态，提高了隧道围岩混凝土喷层腐蚀溶液模拟试验的准确性和稳定性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：包括腐蚀溶液模拟箱、氮气供给机构、二氧化碳供给机构和监控模块，所述腐蚀溶液模拟箱包括供盛装腐蚀溶液的耐腐蚀箱体、设置在耐腐蚀箱体顶部的箱盖和设置在耐腐蚀箱体底部供放置隧道围岩混凝土喷层试件的旋转部件，所述耐腐蚀箱体中设置有温度调节部件，所述氮气供给机构和所述二氧化碳供给机构均与所述耐腐蚀箱体连接，所述耐腐蚀箱体上设置有两组带动所述腐蚀溶液循环的循环泵机
构；
[0007]所述监控模块包括监控箱和设置在所述监控箱中的微控制器，以及设置在耐腐蚀箱体内的温度传感器、压力传感器和液位传感器，所述温度传感器、压力传感器和液位传感器的输出端均与微控制器的输入端连接，所述旋转电机由微控制器进行控制。
[0008]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述转盘上设置有多个对隧道围岩混凝土喷层试件进行限位固定的L形限位板。
[0009]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：两组所述循环泵机构对称布设，两组所述循环泵机构结构相同，每组所述组循环泵机构均包括依次连接的下循环管、循环阀、过渡循环管、循环泵和上循环管，所述上循环管的高度高于下循环管的高度，所述下循环管和耐腐蚀箱体侧面底部连接，所述上循环管和耐腐蚀箱体侧面中部连接。
[0010]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述二氧化碳供给机构包括二氧化碳罐体和与所述二氧化碳罐体连接的输送泵，所述输送泵和耐腐蚀箱体连接，所述氮气供给机构包括氮气罐体，所述氮气罐体和耐腐蚀箱体连接。
[0011]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述二氧化碳罐体和输送泵之间设置有第一输送管，所述输送泵和耐腐蚀箱体之间设置有第二输送管，所述第一输送管上设置有第一阀门，所述第二输送管上设置有压力释放阀和第二阀门；
[0012]所述氮气罐体和耐腐蚀箱体之间设置有第三输送管，所述第三输送管上设置有第三阀门和第四阀门。
[0013]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述温度调节部件包括设置在耐腐蚀箱体中上部的盘管、与盘管的进入口连接的三通接头，以及与三通接头连接的进冷水管和进热水管，所述盘管的回水口连接回水箱。
[0014]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述监控箱上设置有显示屏和报警器，所述显示屏和报警器均由微控制器进行控制，所述微控制器的输出端接有电机驱动器，所述电机驱动器的输出端和旋转电机的输入端连接。
[0015]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述旋转部件包括设置在耐腐蚀箱体底部内且供放置隧道围岩混凝土喷层试件的转盘、与转盘底部连接且穿过耐腐蚀箱体底部的转轴和与转轴伸出端连接的旋转电机。
[0016]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述耐腐蚀箱体底部外设置有供所述旋转部件中旋转电机安装的电机支架，所述耐腐蚀箱体底部外四角设置有支腿；
[0017]所述箱盖和耐腐蚀箱体顶部的连接处设置有密封圈，以使箱盖和耐腐蚀箱体围设成密闭空腔。
[0018]上述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述箱盖的顶部设置有把手，所述箱盖中设置有与所述密闭空腔连通的排气管，所述排气管上设置有排气阀；
[0019]所述耐腐蚀箱体的底部设置有排液管，所述排液管上设置有排液阀。
[0020]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0021]1、结构简单、设计合理且安装布设简便，操作便捷，提高了隧道围岩混凝土喷层腐蚀溶液模拟试验的准确性和稳定性。
[0022]2、本专利技术设置氮气供给机构和二氧化碳供给机构，通过氮气供给机构向耐腐蚀箱体中输入氮气，以排出耐腐蚀箱体中的空气；通过二氧化碳供给机构向耐腐蚀箱体中输入二氧化碳以排出耐腐蚀箱体中的氮气，并通过继续输入二氧化碳，以调节耐腐蚀箱体中的压力。
[0023]3、本专利技术设置温度调节部件，对耐腐蚀箱体进行降温或者升温，以调节耐腐蚀箱体中的温度，以使隧道围岩混凝土喷层试件所处环境的温度能够调节。
[0024]4、本专利技术设置压力传感器，是为了压力传感器检测到的压力满足围压试验要求值；设置温度传感器，是为了温度传感器检测到的温度满足围岩所处区域的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：包括腐蚀溶液模拟箱、氮气供给机构、二氧化碳供给机构和监控模块，所述腐蚀溶液模拟箱包括供盛装腐蚀溶液的耐腐蚀箱体(9)、设置在耐腐蚀箱体(9)顶部的箱盖(14)和设置在耐腐蚀箱体(9)底部供放置隧道围岩混凝土喷层试件(19)的旋转部件，所述耐腐蚀箱体(9)中设置有温度调节部件，所述氮气供给机构和所述二氧化碳供给机构均与所述耐腐蚀箱体(9)连接，所述耐腐蚀箱体(9)上设置有两组带动所述腐蚀溶液循环的循环泵机构(4)；所述监控模块包括监控箱(8)和设置在所述监控箱(8)中的微控制器(8
‑
1)，以及设置在耐腐蚀箱体(9)内的温度传感器(7)、压力传感器(6)和液位传感器(21)，所述温度传感器(7)、压力传感器(6)和液位传感器(21)的输出端均与微控制器(8
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1)的输入端连接，所述旋转电机(1
‑
3)由微控制器(8
‑
1)进行控制。2.按照权利要求1所述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述转盘(1)上设置有多个对隧道围岩混凝土喷层试件(19)进行限位固定的L形限位板(18)。3.按照权利要求1所述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：两组所述循环泵机构(4)对称布设，两组所述循环泵机构(4)结构相同，每组所述组循环泵机构(4)均包括依次连接的下循环管(4
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1)、循环阀(4
‑
2)、过渡循环管(4
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3)、循环泵(4
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4)和上循环管(4
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5)，所述上循环管(4
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5)的高度高于下循环管(4
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1)的高度，所述下循环管(4
‑
1)和耐腐蚀箱体(9)侧面底部连接，所述上循环管(4
‑
5)和耐腐蚀箱体(9)侧面中部连接。4.按照权利要求1所述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述二氧化碳供给机构包括二氧化碳罐体(10)和与所述二氧化碳罐体(10)连接的输送泵(11)，所述输送泵(11)和耐腐蚀箱体(9)连接，所述氮气供给机构包括氮气罐体(12)，所述氮气罐体(12)和耐腐蚀箱体(9)连接。5.按照权利要求4所述的一种隧道围岩混凝土喷层处于腐蚀溶液的模拟试验装置，其特征在于：所述二氧化碳罐体(10)和输送泵(11)之间设置有第一输送管(10
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1)，所述输送泵(11)和耐腐蚀箱体(9)之间设置有第二输送管(16
‑
1)，所述第一输送管(10
‑
1)上设置有第一阀门(10
‑
2)，所述第二输送管(16
‑
【专利技术属性】
技术研发人员：李曙光，王恩龙，任少强，吴应明，谢江胜，仲维玲，王平安，王存宝，刘博，杨星智，
申请(专利权)人：中铁二十局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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