一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统技术方案

本实用新型专利技术涉及隧道排水管渗流结晶预防领域，公开了一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统，包括混凝土渗流装置、溶液回收装置、输水装置和模拟隧道排水装置；混凝土渗流装置包括渗流水箱和箱盖，渗流水箱有第一进水管道；输水装置的出水口与第一进水管道连通，进水口与溶液回收装置的出水口连通；还包括支架箱，支架箱内靠近上部设置有混凝土试件箱，支架箱内部下方设置有收集板；支架箱底面设置有模拟隧道排水装置，模拟隧道排水装置的集水管与收集板连接，集水管上部设置有集水孔；集水管左端封闭，右端与溶液回收装置的进水口连通。本实用新型专利技术能够模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶，用于对隧道内衬砌混凝土渗流结晶的影响因素进行研究。素进行研究。素进行研究。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统


[0001]本技术涉及隧道排水管渗流结晶预防领域，具体涉及一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济的不断发展，我国隧道修建规模不断增加，隧道施工中暴露出的问题也越来越多，复杂的地质环境和地下水渗漏所带来的隧道危重病害越来越严重。近年来，隧道排水系统结晶堵塞逐渐引起各方的重视。
[0003]针对结晶来源问题，现阶段的研究发现隧道内白色结晶体主要来自围岩中的细粒级碳酸钙；也有研究表明隧道排水管中的钙来源于混凝土，通过利用扫描电镜(SEM)等方法对隧道管道中的结晶体进行了成分检定，其结果表明结晶体中的钙来源于隧道喷射混凝土。但是隧道喷射混凝土对隧道排水管中结晶体的影响程度还需要进一步研究。
[0004]通常喷射混凝土总孔隙率在15％～20％，地下水在喷射混凝土中渗流易使其孔隙通道扩张并延展，导致混凝土中的钙进一步流失，地下水离子浓度和渗流量也对隧道排水管中结晶体的生成有影响。另外，混凝土的配比会影响喷射混凝土的抗渗性，也影响隧道排水管中结晶体的生成。
[0005]此外，微生物诱导也会导致隧道内排水管生成碳酸钙沉积。一些嗜碱性的土壤微生物能够利用自身产生的尿素酶将尿素分解为NH3和CO2，随着分解生成的氨数量的增加会引起周围环境中PH值得升高，使CO2在溶液中以CO
32
‑
的形式存在，细菌周围的Ca
2+
就会吸引过来引起碳酸钙晶体的沉积。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统，能够模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶，用于对隧道内衬砌混凝土渗流结晶的影响因素进行研究。
[0007]为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现。
[0008]一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统，包括混凝土渗流装置、溶液回收装置、输水装置和模拟隧道排水装置；
[0009]混凝土渗流装置包括渗流水箱和箱盖，渗流水箱上部和下部均开口，箱盖与渗流水箱上部开口密封连接；渗流水箱内部上方设置有水平的第一进水管道；输水装置的出水口与第一进水管道连通；输水装置的进水口与溶液回收装置的出水口连通；
[0010]混凝土渗流装置还包括设置在渗流水箱下部的支架箱，支架箱上部开口，支架箱内部靠近上部的位置设置有用于放置混凝土试件的混凝土试件箱，所述混凝土试件箱底部设置有多个透水孔；混凝土试件箱下方的支架箱前后侧壁内侧分别设置有向中部倾斜的收集板；支架箱底面内侧沿支架箱长度方向设置有模拟隧道排水装置，模拟隧道排水装置包括集水管，集水管上部与收集板连接，集水管上部且处于两个收集板之间的区域设置有多
个集水孔；集水管左端封闭，右端穿出支架箱右侧壁与溶液回收装置的进水口连通。
[0011]优选的，包括加速结晶装置；加速结晶装置包括微生物溶液箱，微生物溶液箱内设有含有微生物的加速结晶溶液；微生物溶液箱底部两侧分别设置有通孔；还包括加速结晶管道，两根加速结晶管道一端分别与所述通孔连通，另一端分别伸入收集板上方的支架箱内部，加速结晶管道设置有阀门；处于支架箱内部的加速结晶管道管壁上设置有多个第一孔。
[0012]优选的，溶液回收装置包括收集箱和回收箱，收集箱的左侧壁设置有多个进水口；收集箱的右侧壁下方设置有排水管，排水管设置有阀门；回收箱设置在收集箱的下前方，收集箱的排水管与回收箱左侧壁上端连通，收集箱和回收箱上部均开口。
[0013]优选的，输水装置包括加压水泵和温控装置，加压水泵的进水口通过连接管道与回收箱连通；加压水泵的出水口通过连接管道与温控装置(32)进水口连接，温控装置(32)的出水口与所述第一进水管道连通。
[0014]优选的，输水装置包括加压水泵和温控装置，加压水泵的进水口通过连管道与回收箱连通；加压水泵的出水口通过连接管道与温控装置进水口连接，温控装置的出水口与第一进水管道连通。
[0015]优选的，模拟隧道排水装置还包括排水支管和设置在支架箱外部的排水沟，排水支管的两端分别与集水管和排水沟连通，排水沟与集水管平行，排水沟的左端封闭，排水沟的右端与收集箱的一个进水口连通。
[0016]优选的，渗流水箱下部开口边缘设置有向内的第一凸缘和向外的第二凸缘；支架箱上部开口边缘设置有向外的第三凸缘；第二凸缘与第三凸缘可拆卸的连接；混凝土试件箱上部开口边缘可拆卸的连接在第一凸缘上。
[0017]优选的，箱盖设置有密封垫圈。
[0018]进一步优选的，还包括检测仪器，用于检测收集箱中液体的离子浓度。
[0019]与现有技术相比，本技术的有益效果为
[0020]本技术的试验装置，能够模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶，用于对隧道内衬砌混凝土渗流结晶的影响因素进行研究。
[0021]本技术的试验装置可进行不同的条件下，如不同温度、不同流量、不同溶液的混凝土渗流结晶模拟实验；还可以进行不同配比和不同掺量速凝剂的混凝土试件的渗流结晶模拟实验。
附图说明
[0022]下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明。
[0023]图1是试验系统的结构示意图；
[0024]图2是试验系统的侧面示意图；
[0025]图3是试验系统的混凝土渗流装置结构示意图；
[0026]图4是试验系统的集水管和收集板结构示意图；
[0027]图5是试验系统的溶液回收装置结构示意图；
[0028]附图标记为：1.混凝土渗流装置，2.溶液回收装置，3.输水装置，4.模拟隧道排水装置，5.加速结晶装置，6.检测仪器，11.渗流水箱，12.箱盖，13.支架箱，14.混凝土试件箱，
15.收集板，21.收集箱，22.回收箱，31.加压水泵，32.温控装置，41.集水管，42.排水支管，43.排水沟，51.微生物溶液箱，52.加速结晶管道。
具体实施方式
[0029]下面将结合实施例对本技术的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本技术，而不应视为限制本技术的范围。
[0030]参考图1和图2，图1为本技术的试验系统的结构示意图；图2为试验系统的侧面示意图。
[0031]一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统，包括混凝土渗流装置1、溶液回收装置2、输水装置3和模拟隧道排水装置4；
[0032]参考图3，为本技术试验系统的混凝土渗流装置结构示意图；混凝土渗流装置1包括渗流水箱11和箱盖12，渗流水箱11上部和下部均开口，箱盖12设置有密封垫圈，可与渗流水箱11上部开口密封连接；渗流水箱11内部上方设置有水平的第一进水管道，第一进水管道的末端安装有水管喷口，用于向渗流水箱中喷洒溶液；输水装置3的出水口与第一进水管道连通；输水装置3的进水口与溶液回收装置2的出水口连通；
[0033]混凝土渗流装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统，其特征在于，包括混凝土渗流装置(1)、溶液回收装置(2)、输水装置(3)和模拟隧道排水装置(4)；所述混凝土渗流装置(1)包括渗流水箱(11)和箱盖(12)，所述渗流水箱(11)上部和下部均开口，所述箱盖(12)与渗流水箱(11)上部开口密封连接；渗流水箱(11)内部上方设置有水平的第一进水管道；所述输水装置(3)的出水口与所述第一进水管道连通；所述输水装置(3)的进水口与所述溶液回收装置(2)的出水口连通；所述混凝土渗流装置(1)还包括设置在渗流水箱(11)下部的支架箱(13)，所述支架箱(13)上部开口，支架箱(13)内部靠近上部的位置设置有用于放置混凝土试件的混凝土试件箱(14)，所述混凝土试件箱(14)底部设置有多个透水孔；混凝土试件箱(14)下方的支架箱(13)前后侧壁内侧分别设置有向中部倾斜的收集板(15)；支架箱(13)底面内侧沿支架箱(13)长度方向设置有模拟隧道排水装置(4)，所述模拟隧道排水装置(4)包括集水管(41)，所述集水管(41)上部与所述收集板(15)连接，集水管上部且处于两个收集板(15)之间的区域设置有多个集水孔(411)；集水管(41)左端封闭，右端穿出支架箱(13)右侧壁与所述溶液回收装置(2)的进水口连通。2.根据权利要求1所述的模拟隧道衬砌混凝土渗流结晶的试验系统，其特征在于，还包括加速结晶装置(5)；所述加速结晶装置(5)包括微生物溶液箱(51)，所述微生物溶液箱(51)内设有含有微生物的加速结晶溶液；微生物溶液箱底部两侧分别设置有通孔；还包括加速结晶管道(52)，两根所述加速结晶管道的一端分别与所述通孔连通，另一端分别伸入所述收集板(15)上方的支架箱(13)内部，所述加速结晶管道设置有阀门；处于支架箱(13)内部的加速结晶管道(52)管壁上设置有多个第一孔(131)。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘禹阳，席龙龙，申连平，来弘鹏，贾能，沈安虎，张浩楠，张艺潇，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：