本发明专利技术公开一种三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，包括承压筒、底座和3组井壁压力腐蚀试验系统，3组井壁压力腐蚀试验系统设置在底座上，承压筒的内腔通过隔板分割成3个空腔，各空腔相互独立且密封设置；通过三向加压使得试验装置处于轴压—渗水压—围压三轴应力条件下保持稳压状态，进而使得试样长期受腐蚀溶液腐蚀，模拟矿井井筒实际受地下水腐蚀的受力地层环境。本发明专利技术能够解决以往进行多因素耦合条件下的试样腐蚀效率低下、腐蚀龄期过长的问题，改善了以往进行腐蚀试验研究腐蚀试样受压不稳导致试验失败的窘境，并且采用杠杆简易装置加压稳压降低了试验装置的加工成本。工成本。工成本。
【技术实现步骤摘要】
三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置
[0001]本专利技术涉及岩土力学试验设备
，特别是涉及一种三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置。
技术介绍
[0002]进入21世纪，在社会经济发展需求的推动下，我国对煤炭资源的获取也在不断增加，建设了一大批矿井工程，它们大多数采用标号C40左右的混凝土，由于强度等级不够，随着服役年限的增加，加上地表沉降带来的竖向附加应力以及地下水压的破坏，井筒的耐久性问题变得更加突出，甚至出现井筒倾斜、变形和破坏，这大大影响了正常的安全生产。竖井是矿山地面与地下的通道(常称“咽喉”)。生产对矿井井筒井壁的要求是:有足够的强度和稳定性、不漏水。由于煤矿井筒的特殊性，在进行井壁结构设计、井壁材料选择和尺寸确定时,水平地压和竖直附加力都可能是控制因素。
[0003]随着煤矿建井深度的增加，水平地压和竖向附加力不断累积，就会造成井壁混凝土的开裂和破坏，而实际井壁混凝土往往还受地下水中的有害离子侵蚀。在以往的结构设计中缺少对井壁混凝土的抗腐蚀设计，将会导致井筒达不到设计使用年限而影响矿山的正常生产。
[0004]现代工程建设的方方面面都需要用到混凝土材料，混凝土的耐久性不足，特别是腐蚀引起的混凝土结构过早破坏，致使其真实投入使用的年限远达不到设计使用年限。一些工程实例，如位于内陆盐湖环境中的漯河—淮阳220KV高压输电线，因环境土中硫酸根离子与水泥水化产物反应生成钙矾石，从而导致了混凝土基础在线路投入运行不到13年即产生明显的裂缝；宁夏定边二号隧洞的洞壁因环境水中含有大量的硫酸根离子与镁离子而发生双重盐腐蚀致使腐蚀部位混凝土剥落严重。由于混凝土硫酸盐腐蚀而导致的工程事故时有发生，尤其是矿井工程，工程深埋地下，受地压、水压的双重威胁，井壁的腐蚀问题应当引起重视。
[0005]随着煤矿建井深度的不断增大，井壁的硫酸盐腐蚀问题日益严重，针对多压力耦合下井壁混凝土的腐蚀溶液腐蚀研究较少，一方面由于多因素试验研究过于复杂，试验影响因素过多，并且尚未有较为完善的试验装置系统；另一方面由于腐蚀研究周期较长，长时间进行试样腐蚀试验效率低下，多时间内无法得到明显的成果，因此需要设计一种高效率进行试样腐蚀试验研究成为必要途径。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过三向加压使得试验装置处于轴压—渗水压—围压三轴应力条件下保持稳压状态，进而使得试样长期受腐蚀溶液腐蚀，模拟矿井井筒实际受地下水腐蚀的受力地层环境。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种三向应力下多个试样
受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，包括承压筒、底座和N组井壁压力腐蚀试验系统，N组井壁压力腐蚀试验系统设置在所述底座上，所述承压筒的内腔通过隔板分割成N个空腔，各空腔相互独立且密封设置；
[0008]所述井壁压力腐蚀试验系统包括活塞、上法兰、压头和多孔透水钢板，各井壁压力腐蚀试验系统的顶部均固定连接有所述上法兰，且N个上法兰通过上法兰组装枢纽相连接，试样放置于所述空腔中，所述试样的顶部和底部分别设置有所述多孔透水钢板和压头，与所述活塞底部相连接的压头用于向所述试样施压，所述活塞的顶部伸出所述上法兰后连接杠杆加载装置；
[0009]所述底座上与各井壁压力腐蚀试验系统连通设置有腐蚀溶液流通通道和液压油流通通道，各井壁压力腐蚀试验系统的上法兰上均开设有腐蚀溶液流通通道和液压油流通通道。
[0010]优选地，所述上法兰组装枢纽与所述承压筒同轴线设置，所述井壁压力腐蚀试验系统的数量为三组，所述承压筒的内腔通过三脚架隔板分割成3个空腔，三组井壁压力腐蚀试验系统分别位于3个空腔中。
[0011]优选地，三组所述井壁压力腐蚀试验系统的上法兰的圆心角可根据试样的大小设置为不同大小。
[0012]优选地，各井壁压力腐蚀试验系统的空腔中均设置有透水石圆筒，所述试样放置于所述透水石圆筒中，隔离膜将空腔中注入的液压油与透水石圆筒中流通的腐蚀溶液隔离开。
[0013]优选地，所述活塞顶部的杠杆加载装置采用通过杠杆增添砝码的方式进行加压，所述活塞的上部放置一个荷重传感器，且所述荷重传感器与杠杆加载装置进行对正位置固定连接，完成轴压加压。
[0014]优选地，所述三脚架隔板与承压筒之间通过在承压筒上加工环槽来固定；三脚架隔板与承压筒的接触面设有用于放置环形密封条的环形密封条槽；所述三脚架隔板与底座和三个上法兰之间同样通过开槽放置环形密封条来固定；
[0015]所述三脚架隔板的中心部分上下均加工有圆盘，用所述圆盘表面加工有双道密封圈槽，放置于密封圈槽内的密封圈用于实现三脚架隔板与底座、上法兰组装枢纽、大盘、二盘和小盘的密封。
[0016]优选地，三组所述井壁压力腐蚀试验系统的上法兰之间通过特制密封条进行三个扇形上法兰之间的水平向密封，所述特制密封条的左右两侧带有螺杆，其螺杆一侧安装在所述上法兰组装枢纽上的螺纹钻孔中，另一侧安装在密封辅助件上的螺纹钻孔中；所述密封辅助件在其外表面螺纹钻孔位置的上下各设置一道密封圈用于对密封辅助件上螺纹钻孔上下两处的密封。
[0017]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0018]本专利技术中的三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，承压效果良好，装置整体密封性能好；同时采用杠杆加载装置来解决承压装置的加压稳压问题，试样受压稳定，且杠杆加载装置结构相对较为简单，稳压效果好，操作方便、易于上手；一套承压装置中可以同时对三组试样进行加压腐蚀，腐蚀成果多。因此，本专利技术能够解决以往进行多因素耦合条件下的试样腐蚀效率低下、腐蚀龄期过长的问题，改善了以往进行腐蚀试验研究腐
蚀试样受压不稳导致试验失败的窘境，并且采用杠杆简易装置加压稳压降低了试验装置的加工成本。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置的整体外观图；
[0021]图2为三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置的内部剖视图；
[0022]图3为三组试样分布图；
[0023]图4为三脚架隔板设置位置示意图；
[0024]图5为各组井壁腐蚀试验系统的密封视图一；
[0025]图6为各组井壁腐蚀试验系统的密封视图二；
[0026]图7为底座的结构组成图；
[0027]其中，
[0028]1‑
锥形螺杆；2
‑
螺纹钻孔；3
‑
特制密封条；4
‑
螺纹钻孔；5
‑
密封圈；6
‑
密封圈；7
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，其特征在于：包括承压筒(19)、底座(20)和N组井壁压力腐蚀试验系统，N组井壁压力腐蚀试验系统设置在所述底座(20)上，所述承压筒(19)的内腔通过隔板分割成N个空腔，各空腔相互独立且密封设置；所述井壁压力腐蚀试验系统包括活塞(12)、上法兰、压头(17)和多孔透水钢板(18)，各井壁压力腐蚀试验系统的顶部均固定连接有所述上法兰，且N个上法兰通过上法兰组装枢纽(11)相连接，试样(16)放置于所述空腔中，所述试样(16)的顶部和底部分别设置有所述多孔透水钢板(18)和压头(17)，与所述活塞(12)底部相连接的压头(17)用于向所述试样(16)施压，所述活塞(12)的顶部伸出所述上法兰后连接杠杆加载装置；所述底座(20)上与各井壁压力腐蚀试验系统连通设置有腐蚀溶液流通通道(9)和液压油流通通道(8)，各井壁压力腐蚀试验系统的上法兰上均开设有腐蚀溶液流通通道(9)和液压油流通通道(8)。2.根据权利要求1所述的三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，其特征在于：所述上法兰组装枢纽(11)与所述承压筒(19)同轴线设置，所述井壁压力腐蚀试验系统的数量为三组，所述承压筒(19)的内腔通过三脚架隔板(24)分割成3个空腔，三组井壁压力腐蚀试验系统分别位于3个空腔中。3.根据权利要求2所述的三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，其特征在于：三组所述井壁压力腐蚀试验系统的上法兰的圆心角可根据试样的大小设置为不同大小。4.根据权利要求1所述的三向应力下多个试样受压腐蚀的井壁腐蚀试验装置，其特征在于：各井壁压力腐蚀试验系统的空腔中均设置有透水石圆...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩涛，崔志，薛勇，骆汀汀，丁洪涛，杜和赞，杨维好，王衍森，杨志江，张驰，张涛，黄家会，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。