一种受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及锚杆测试技术领域，公开了一种受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置，包括应力加载装置、加速腐蚀装置和腐蚀检测装置；应力加载装置包括反力架和应力检测装置，反力架上开设有装配孔，装配孔处布置有固定件；加速腐蚀装置包括腐蚀溶液箱和溶液浓度控制系统，溶液浓度控制系统包括调节溶液箱、泵送管道、浓度计和浓度控制器，泵送管道上设置有阀门；腐蚀检测装置包括固定架、锈蚀检测仪和数据采集仪，锈蚀检测仪的电极用于检测锚杆的电位差变化。溶液浓度控制系统调节腐蚀溶液的浓度始终保持稳定；锈蚀检测仪实时检测锚杆的电位差信号，数据采集仪根据电位差变化获得锚杆的实时腐蚀状态，有利于开展锚杆耐久性研究的机理研究。究的机理研究。究的机理研究。

【技术实现步骤摘要】
一种受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置


[0001]本技术涉及锚杆测试
，特别是涉及一种受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置。

技术介绍

[0002]随着城市地下空间开发的大规模展开，地下水对结构的影响也在加大，抗浮措施势在必行。抗浮锚杆具有布置灵活、单锚受力小、工艺简单、成本较低等优势，因而在城市建设中得到广泛应用。
[0003]但是在城市地下空间的开发过程中，在地下埋设的复杂管线会产生杂混电流，若采用的是传统金属抗浮锚杆，则不可避免地会发生钢筋腐蚀，使其耐久性能降低。此外，我国北方存在着广袤的盐碱地区，服役于盐渍土环境中的锚杆易遭受到土中的氯离子或是碱性环境的侵蚀，使其力学性能和耐久性降低；而在我国南方又常年存在酸雨，雨水渗入土体后，同样会使土中的锚杆的耐久性受到不利影响。因此，对锚杆在盐、碱、酸性环境下的耐久性进行研究是城市地下空间开发工程中的一大课题。
[0004]抗浮锚杆埋设在土体中，受到土中化学成分的影响，或是入渗进土体中的雨水的化学成分的影响，会遭受到盐、碱、酸的长期侵蚀，故有必要对抗浮锚杆的耐久性能进行研究。实际工程中，锚杆通常受到来自环境的影响长达数十年，为了研究不同环境对锚杆的长期侵蚀的影响，需要在实验室环境下对锚杆进行加速腐蚀。现有的加速腐蚀方法有：盐雾法、浸泡法(包括常温浸泡法和升温浸泡法)和电解法。
[0005]盐雾法是用于绝缘材料的绝缘特性测定的一种精确的加速腐蚀试验方法，在航空领域的结构材料及涂层材料的耐腐蚀性测定中有广泛的应用。盐雾法加速腐蚀的需严格按照GB/T 10125
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1977开展，基本步骤为：试样放在盐雾箱内且被试面朝上，让盐雾自由沉降在被试表面上，但被试表面不能受到盐雾的直接喷射，在规定的盐雾沉降速度、温度和压力条件下，对试件进行不间断喷雾，喷雾结束后使用清水出去试样表面的盐雾溶液。使用盐雾法的优点在于，盐雾箱可以精确地控制盐雾沉降速度，且喷洒的盐雾的浓度是固定的，无需考虑腐蚀溶液浓度变化的影响。由于盐雾法的装置较为高精，大部分学者难以有条件使用盐雾法对锚杆开展加速腐蚀研究。此外，盐雾法目前仅能考虑中性盐、醋酸盐和铜加速醋酸盐环境对材料造成的影响，而不能考虑碱环境的影响，故采用盐雾法对锚杆开展加速腐蚀试验的推广性不强。
[0006]为了模拟FRP类筋材在混凝土中的侵蚀情况，美国混凝土协会(ACI)给出的规范ACI 440.3R
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04中的B.6专门针对FRP材料在混凝土环境下的耐久性能提出了具体的方法，即为升温浸泡法。在现有的研究中，许多学者化用该方法，用于研究锚杆受到不同环境(盐、碱、酸)的影响。使用浸泡法对锚杆进行加速腐蚀并测定其耐久性能的具体方法为：采用一定温度的NaOH溶液模拟碱性环境、H2SO4溶液模拟酸性环境、NaCl溶液模拟高含盐量的环境，将筋材完全浸泡于溶液中，当达到一定浸泡天数后，将筋材取出并清洗，使用环氧树脂和玻璃纤维等材料对筋材两端锚固段进行包扎加固后，开展筋材的拉伸试验。使用浸泡法在实
验室环境下开展加速腐蚀试验具有简单便捷的优点，仅需要准备一个耐盐、碱、酸腐蚀的水箱，仅需对筋材的端部进行简单保护即可，在浸泡过程中无需进行任何的检测、操作，受到许多研究人员的青睐。但是现有方法无法对锚杆的张拉应力状态进行精确地模拟，使得实验室内的锚杆受腐蚀状态与真实情况下的状态存在一定差异。
[0007]电解法利用电解造成的氧化还原反应对锚杆施加加速腐蚀效果。使用电解法对锚杆进行加速腐蚀并测定其耐久性能的具体方法为：将锚杆和碳棒一同埋置在通电介质中，将直流可控电源的正极连接至碳棒，将电源的负极连接至锚杆，后通电一定时长。通电介质通常选为水溶液，部分学者为了模拟锚杆在土体中的真实状况，将通电介质选为某种天然土体，并往土体内部掺入盐、碱、酸等粉末或溶液。由于锚杆和碳棒一同埋置在通电介质中，可以通过千斤顶和反力架等装置，对锚杆施加一定的抗拔应力，从而模拟锚杆在张拉应力状态下的侵蚀状态。电解法的优点在于可以模拟在地下埋设的复杂管线产生的杂混电流的影响，使用电解法开展锚杆的室内加速腐蚀试验可以考虑电流耦合的影响，通过试验装置设置也可以同时考虑张拉应力的影响，但是电解法中，每一个锚杆均需要使用一个直流电源，这使得操作时的电流保护尤为重要，而现有装置并并未能对此进行合理设置。此外，与浸泡法、盐雾法等方法相比，电解法使锚杆的腐蚀速度过度加快，存在一定不合理之处，部分学者认为电解法过度地放大了氧化还原反应对锚杆造成的影响，而弱化了恶劣环境中离子自身造成的影响，使得实验室内的锚杆受腐蚀状态与真实情况下的状态存在一定差异。
[0008]由于抗浮锚杆在服役过程中长期处于受拉应力状态，若要在实验室环境下研究盐、碱、酸性环境对抗浮锚杆造成的侵蚀影响，需要使受侵蚀的锚杆一直处于受拉应力状态下。CN 115656018A公开了一种复杂地质条件下锚杆腐蚀测试装置和测试方法，包括：腐蚀溶液缸，腐蚀溶液缸为可拆卸缸体，内部设置有用于容置腐蚀液的容置腔，腐蚀溶液缸的侧面底部凸设有连接件，连接件设置有连接孔，连接孔内插设有紧固件，用于组装连接多个腐蚀溶液缸；预应力加载工装，包括待测锚杆、两个锚具、锚杆张拉机、锚垫板和两个支撑架，两个支撑架分别设置在腐蚀溶液缸的两侧，腐蚀溶液缸和两个支撑架对应设置有供待测锚杆穿过的贯穿孔，待测锚杆穿设固定于贯穿孔内，且待测锚杆的其中一端采用锚具固定在相应的支撑架上，另一端在相应支撑架的外侧依次套设锚杆张拉机和锚垫板，并采用另一个锚具固定在锚垫板上；应力监测系统，包括应力探头，应力探头安装在其中一个锚具位置处。
[0009]上述对比文件利用预应力加载工装对锚杆施加预应力，使锚杆保持在受力状态，利用应力监测系统对应力状态实时监测。但是在进行加速腐蚀试验时，加速腐蚀溶液在试验过程中浓度会发生改变，与真实情况下土体环境不随锚杆腐蚀的发生而改变这一现象不符，同时仅对浸泡完成以后的锚杆的抗拔性能进行测定，而不能了解到浸泡过程中锚杆的腐蚀程度发展情况，不利于对锚杆的耐久性进行机理性研究。

技术实现思路

[0010]本技术的目的是：提供一种受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置，以解决现有技术中的加速腐蚀溶液在试验过程中浓度发生变化，不能了解浸泡过程中锚杆的腐蚀程度发展情况，不利于对锚杆的耐久性进行机理性研究的问题。
[0011]为了实现上述目的，本技术提供了一种受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试
装置，包括应力加载装置、加速腐蚀装置和腐蚀检测装置；
[0012]所述应力加载装置包括反力架和布置在所述反力架上的应力检测装置，所述反力架上开设有同轴布置的供锚杆穿过的装配孔，所述装配孔处布置有用于固定锚杆的固定件，所述应力检测装置用于检测锚杆受到的应力；
[0013]所述加速腐蚀装置包括腐蚀溶液箱和溶液浓度控制系统，所述腐蚀溶液箱的上下两侧设置有若干个供锚杆密封穿过的孔洞，所述溶液浓度控制系统包括调节溶液箱、泵送管道、浓度计和浓度控制器，所述泵送管道连接在所述调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置，其特征在于，包括应力加载装置、加速腐蚀装置和腐蚀检测装置；所述应力加载装置包括反力架和布置在所述反力架上的应力检测装置，所述反力架上开设有同轴布置的供锚杆穿过的装配孔，所述装配孔处布置有用于固定锚杆的固定件，所述应力检测装置用于检测锚杆受到的应力；所述加速腐蚀装置包括腐蚀溶液箱和溶液浓度控制系统，所述腐蚀溶液箱的上下两侧设置有若干个供锚杆密封穿过的孔洞，所述溶液浓度控制系统包括调节溶液箱、泵送管道、浓度计和浓度控制器，所述泵送管道连接在所述调节溶液箱与所述腐蚀溶液箱之间，所述浓度计布置在所述腐蚀溶液箱上以用于检测腐蚀溶液的浓度，所述浓度计与所述浓度控制器信号连接以向所述浓度控制器传输浓度信号，所述泵送管道上设置有与所述浓度控制器信号连接以接收动作信号的阀门；所述腐蚀检测装置包括固定架、锈蚀检测仪和数据采集仪，所述固定架放置在所述腐蚀溶液箱内，所述锈蚀检测仪固定在所述固定架上，所述锈蚀检测仪的电极用于与锚杆的表面固定接触以检测锚杆的电位差变化，所述锈蚀检测仪与所述数据采集仪信号连接以传输电位差信号，所述数据采集仪用于实时记录锚杆的腐蚀数据。2.根据权利要求1所述的受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置，其特征在于，所述固定架上布置有卡槽，所述锈蚀检测仪通过卡槽固定装配在所述固定架上。3.根据权利要求2所述的受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置，其特征在于，所述卡槽沿所述锚杆的轴向间隔布置有多组，各组所述卡槽均对应装配有所述锈蚀检测仪。4.根据权利要求3所述的受拉应力状态下锚杆的加速腐蚀测试装置，其特征在于，所述固定架间隔布置有多组，各组所述固定架与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李康健，张坤，余商，王伟停，董园，王革，陈武刚，张午阳，朱思佳，
申请(专利权)人：广州铁路投资建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：