一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法及装置，属于建筑工程耐久性问题研究技术领域，本发明专利技术通过控制水位涨落时间，在每个潮汐周期内以试验构件模型在大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验装置内局部水位历时过程代替实际工程构件在整个潮汐循环过程的离子侵蚀规律，实现在实验室有限高度空间内模拟大水位差情况下侵蚀离子在实际工程构件中的传输规律，解决了目前试验方法及装置不能在实验室有限高度空间内模拟大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀的问题

【技术实现步骤摘要】
一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法及装置


[0001]本专利技术属于建筑工程耐久性问题研究
，具体地说，涉及一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法及装置
。

技术介绍

[0002]近海建筑工程中普遍使用钢筋混凝土结构与钢结构
。
海洋的潮汐作用使得建筑构件处于干湿交替状态，加速了海水中氯
、
镁
、
硫酸根等有害离子对工程构件的侵蚀，减少建筑工程的服役寿命
。
[0003]目前研究潮汐作用下离子侵蚀规律的传统试验方法，包括自然浸泡法和潮汐循环法
。
其中，自然浸泡法利用干燥湿润时间比
(
干湿比
)
等效替代潮汐作用下不同高程结构所处环境，并按照干湿比将试件浸泡在侵蚀溶液一段时间后取出烘干；潮汐循环法则将试件放于潮汐循环装置中，用小水位连续变动模拟潮汐变化
。
自然浸泡法忽略了干湿频率
、
毛细吸附等复杂因素对结构的影响，传统的潮汐循环法虽同时考虑了干湿比和干湿频率对工程构件的影响，但使用的小水位差的试验结果与真实潮汐环境存在偏差，大水位差连续变动在实验室有限高度空间内又难以实现
。
因此，本专利技术公开了一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法及装置，解决了传统潮汐循环方法在实验室有限高度空间内下无法模拟大水位差的问题
。

技术实现思路

[0004]为了克服
技术介绍
中的问题，本专利技术提供了一种模拟大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀的方法及装置，通过控制水位涨落时间，在每个潮汐周期内以试验构件在大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验装置内局部水位历时过程代替实际工程构件在整个潮汐循环过程的离子侵蚀规律，实现在实验室有限高度空间内模拟大水位差情况下侵蚀离子在工程构件中的传输规律，得到的离子侵蚀规律较传统试验方案更符合大水位差环境下的实际情况
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法，在每个潮汐周期内以试验构件模型在大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验装置内局部水位历时过程代替实际工程构件在整个潮汐循环过程的离子侵蚀规律
。
[0007]实际工程构件处于高潮位附近，即潮汐波的波峰附近，在每个周期内使用下述方法模拟潮汐过程：
[0008]步骤
S1
‑1：向离子侵蚀试验装置中注入模拟海水溶液，水位在
t
高1时间上涨至离子侵蚀试验装置的最高水位
H
，以此模拟实际工程构件位置的涨潮过程；
[0009]步骤
S1
‑2：水位到达离子侵蚀试验装置的最高水位
H
后，从离子侵蚀试验装置中抽取模拟海水溶液，水位在
t
高2时间下降到无水状态，以此模拟实际工程构件位置的落潮过程；
[0010]步骤
S1
‑3：之后让离子侵蚀试验装置在
t
高3时间内保持无水状态，以此模拟实际工程构件在低潮阶段的离子侵蚀过程；
[0011]所述时间
t
高1、t
高2、t
高3可基于式
(1)、
式
(2)
确定，具体计算方法如下：
[0012]其中，
A
＞
H(1)
[0013]t
高3＝
T
‑
t
高1‑
t
高
2 (2)
[0014]式中，
t
高1为溶液自试验构件模型底部上涨到离子侵蚀试验装置的最高水位
H
的时间；
t
高2为溶液自离子侵蚀试验装置的最高水位
H
下落到试验构件模型底部的时间；
t
高3为离子侵蚀试验装置保持无水状态的时间；
T
为潮汐周期；
A
为潮差；
H
为离子侵蚀试验装置的最高水位
。
[0015]实际工程构件处于低潮位附近，即潮汐波的波谷附近，在每个周期内使用下述方法模拟潮汐过程：
[0016]步骤
S2
‑1：向离子侵蚀试验装置中注入模拟海水溶液，水位在
t
低1时间上涨直至离子侵蚀试验装置的最高水位
H
，以此模拟实际工程构件位置的涨潮过程；
[0017]步骤
S2
‑2：在步骤
S2
‑1之后让试验装置保持
H
水位状态
t
低2时间，以此模拟高潮阶段实际工程构件的离子侵蚀过程；
[0018]步骤
S2
‑3：从离子侵蚀试验装置中抽取模拟海水溶液，水位在
t
低3时间下降到无水状态，以此模拟实际工程构件位置的落潮过程，上述步骤在每个周期
T
内循环；
[0019]上述时间
t
低1、t
低2、t
低3可基于式
(3)、
式
(4)
确定，具体计算方法如下：
[0020]其中，
A
＞
H
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0021]t
低2＝
T
‑
t
低1‑
t
低3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0022]式中，
t
低1为溶液自构件底部上涨到离子侵蚀试验装置的最高水位
H
的时间；
t
低2为离子侵蚀试验装置保持无水状态的时间；
t
低3为溶液自离子侵蚀试验装置的最高水位
H
下降到试验构件模型底部的时间；
T
为潮汐周期；
A
为潮差；
H
为离子侵蚀试验装置的最高水位
。
[0023]实际工程构件处于中间潮位，即潮汐波的波峰和波谷间的任意位置，在每个周期内使用下述方法模拟潮汐过程：
[0024]步骤
S3
‑1：向离子侵蚀试验装置中注入模拟海水溶液，在
t
中1时间水位上涨至离子侵蚀试验装置的最高水位
H
，以此模拟实际工程构件位置的涨潮过程；
[0025]步骤
S3
‑2：水位到达离子侵蚀试验装置的最高水位
H
后，在
t
中2时间内保持静止，以此模拟实际工程构件所处位置之上的潮汐过程；
[0026]步骤
S3
‑3：从离子侵蚀试验装置抽取模拟海水溶液，水位在
t
中3时间下降到无水状态，以此模拟实际工程构件位置的落潮过程；
[0027]步骤
S3<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法，其特征在于：在每个潮汐周期内以试验构件模型在大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验装置内局部水位历时过程代替实际工程构件在整个潮汐循环过程的离子侵蚀规律
。2.
根据权利要求1所述的一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法，其特征在于：实际工程构件处于高潮位附近，即潮汐波波峰附近，在每个周期内使用下述方法模拟潮汐过程：步骤
S1
‑1：向离子侵蚀试验装置中注入模拟海水溶液，水位在
t
高1时间上涨至离子侵蚀试验装置的最高水位
H
，以此模拟实际工程构件附近的涨潮过程；步骤
S1
‑2：水位到达离子侵蚀试验装置的最高水位
H
后，从离子侵蚀试验装置中抽取模拟海水溶液，水位在
t
高2时间下降到无水状态，以此模拟实际工程构件附近的落潮过程；步骤
S1
‑3：之后让离子侵蚀试验装置在
t
高3时间内保持无水状态，以此模拟实际工程构件在潮汐低潮阶段的离子侵蚀过程；所述时间
t
高1、t
高2、t
高3可基于式
(1)、
式
(2)
确定，具体计算方法如下：
t
高3＝
T
‑
t
高1‑
t
高2(2)
式中，
t
高1为溶液自试验构件底部上涨到离子侵蚀试验装置的最高水位
H
的时间；
t
高2为溶液自离子侵蚀试验装置的最高水位
H
下落到试验构件模型底部的时间；
t
高3为离子侵蚀试验装置保持无水状态的时间；
T
为潮汐周期；
A
为潮差；
H
离子侵蚀试验装置的最高水位
。3.
根据权利要求1所述的一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法，其特征在于：工程构件处于低潮位附近，即潮汐波波谷附近，在每个周期内使用下述方法模拟潮汐过程：步骤
S2
‑1：向离子侵蚀试验装置中注入模拟海水溶液，水位在
t
低1时间上涨直至离子侵蚀试验装置的最高水位
H
，以此模拟实际工程构件位置处的涨潮过程；步骤
S2
‑2：在步骤
S2
‑1之后让试验装置保持
H
水位状态
t
低2时间，以此模拟高潮阶段构件的离子侵蚀过程；步骤
S2
‑3：从离子侵蚀试验装置中抽取模拟海水溶液，水位在
t
低3时间下降到无水状态，以此模拟实际工程构件位置处的落潮过程，上述步骤在每个周期
T
内循环；上述时间
t
低1、t
低2、t
低3可基于式
(3)、
式
(4)
确定，具体计算方法如下：
t
低2＝
T
‑
t
低1‑
t
低3(4)
式中，
t
低1为溶液自构件底部上涨到离子侵蚀试验装置的最高水位
H
的时间；
t
低2为离子侵蚀试验装置保持无水状态的时间；
t
低3为溶液自离子侵蚀试验装置的最高水位
H
下降到试验构件底部的时间；
T
为潮汐周期；
A
为潮差；
H
为离子侵蚀试验装置的最高水位
。4.
根据权利要求1所述的一种大水位差潮汐环境下海工结构离子侵蚀试验方法，其特征在于：工程构件处于中间潮位，即潮汐波的波峰和波谷间的任意位置，在每个周期内使用
下述方法模拟潮汐过程：步骤
S3
‑1：向离子侵蚀试验装置中注入模拟海水溶液，在
t
中1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王禹迟，袁良智，孙煕平，薛润泽，王元战，郭尚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：