[发明专利]模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法

说明书

本发明涉及一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法，包括电解室，其固定在反力架操作平台上，还包括对混凝土试件多面进行拉压应力加载的多组应力施加装置；该装置和方法可以在长期恒定双向拉、压应力作用下测试电加速溶蚀对水工混凝土性能的影响，解决了现有技术中不能在持续的双向拉压力作用下研究电加速水工混凝土溶蚀情况的问题。

技术领域

本发明涉及一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法，属于模拟试验技术领域。

背景技术

水工混凝土结构如高重力坝、拱坝、面板坝等长期承受水压力、温度应力、波浪冲击等作用，普遍处于三向应力状态，部分区域受压，部分受拉。结构应力状态复杂，应力水平不一；例如高混凝土面板堆石坝，河谷中间面板普遍受压，河谷两侧一般受拉，同一面板在不同高程由于库水温度随高程变化，而受到温度应力作用，使结构部分受拉部分受压，混凝土的应力状态与其孔隙结构息息相关，特别是处于环境水作用下的水工混凝土；通常来讲，压应力使孔隙封闭，拉应力使孔隙张开，孔隙结构决定了水的渗透系数和离子扩散系数；因此，要想研究实际情况下混凝土溶蚀进程，必须考虑结构所处的应力状态。

通常所采用的加速混凝土溶蚀试验方法有化学溶液侵蚀法和电化学加速侵蚀法，采用化学溶液侵蚀方法，由于其危险性和污染环境的缺点，已经不再适合国家关于环境保护的规定。现在多采用电化学加速混凝土溶蚀，然而，现有的电化学加速溶蚀试验装置，还没有考虑结构应力状态对溶蚀进程影响；如何在电加速溶蚀试验过程中对试件施加长期稳定的拉、压应力是开发复杂应力条件下的电加速混凝土溶蚀试验装置的重点和难点，相关试验装置和试验方法尚未见诸于文献和报道中。

发明内容

本发明提供一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置及方法，该装置和方法可以在长期恒定双向拉、压应力作用下测试电加速溶蚀对水工混凝土性能的影响，解决了现有技术中不能在持续的双向拉压力作用下研究电加速水工混凝土溶蚀情况的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种模拟双向拉压力作用电加速混凝土溶蚀试验装置，包括电解室，其固定在反力架操作平台上，还包括对混凝土试件多面进行拉压应力加载的多组应力施加装置；

前述的电解室包括电解室底板，其四周固定密封钢板形成腔体，混凝土试件的底部固定在电解室底板中央位置，且混凝土试件的顶部高出密封钢板的顶部，将电解室的腔体分成位于X轴的正轴与负轴两个方向的左空腔与右空腔，在左空腔、右空腔内分别布设阴极电板、阳极电板，两者通过导线连接布设在电解室外部的整流器；电解室顶端开口部分通过架立在密封钢板上的电解室顶盖封闭，在电解室顶盖上开设进水口， 通过进水口向左空腔和右腔体内注入液体；

前述的多组应力施加装置共设有三组，其中一组位于混凝土试件的顶部，即Z轴的正轴方向，另外两组分别布设在混凝土试件的两侧，即Y轴的正轴方向与Y轴的负轴方向；每组应力施加装置包括软钢垫层和拉压钢板，软钢垫层与混凝土试件相接触，压力螺栓的端头依次穿过拉压钢板、软钢垫层抵住混凝土试件，拉压钢板的一侧与软钢垫层连接，另一侧连接高刚度弹簧的底端，高刚度弹簧的顶端连接空心螺杆，空心螺杆的顶端安装六边形螺帽；前述的空心螺杆内部空心部分布设多组应变片，应变片与布设在电解室外部的应变采集箱相连通；

作为本发明的进一步优选，所述的试验装置还包括反力架结构，其固定在地面上，包括工字钢反力架、反力架加筋肋和三角形钢板，工字钢反力架的底端用过反力架底部螺栓固定在地面上，三角形钢板通过三角形钢板固定螺栓固定在工字钢反力架的底端，反力架加筋肋通过反力架侧面固定螺栓固定在工字钢反力架的顶端；在工字钢反力架上开设多个预留孔，其开设的部位与空心螺杆的顶端部位相对应，预留孔内带有螺纹，空心螺杆穿过预留孔；