[发明专利]高水压条件下地下工程的结构裂缝试验模拟装置和方法

说明书

本发明实施例提供了一种高水压条件下地下工程的结构裂缝试验模拟装置和方法。该装置包括：供压装置、供水装置、试件密封替换装置和试件，供压装置和供水装置连接，供水装置和试件密封替换装置连接，试件置于试件密封替换装置内进行实验；供压装置中的气体进入供水装置中驱动供水装置中的水形成水压，进入到试件密封替换装置中，模拟试件所处的环境，对试件进行极限试验或耐久性试验，以及对试件进行堵漏施工的堵漏方法进行量化评价。本发明结构简单、设计合理，可对地下结构裂缝堵漏材料进行耐久性试验和极限试验，准确模拟高水压下地下结构所面临的各种工况，有效检验裂缝堵漏措施的效果，并定量的确定不同堵漏措施抵御结构外地下水水压的能力。

技术领域

本发明涉及隧道工程试验技术领域，尤其涉及一种高水压条件下地下工程的结构裂缝试验模拟装置和方法。

背景技术

渗漏水是地下工程最常见病害之一。中国幅员辽阔，随着交通事业的大力发展，已成为世界上隧道建设和运营数量最多的国家，同时城市基础设施建设的发展，地下车库、过街通道、地下商业街、市政管道管廊等的数量也在不断增加。然而，新建的和已有的地下工程，在运营和使用过程中，很大一部分都出现了不同程度的渗漏水问题。地下工程的渗漏问题将会导致工程结构的内部潮湿，使使用功能受到限制；在一些特殊场合，比如：地铁隧道、公路隧道等，若渗水量过大，很有可能会直接危及到行车的安全，如果对渗漏水的处置不及时，将会进一步侵蚀工程结构，进一步扩大破坏。地下工程是百年工程，因此对使用性和耐久性的要求高，这就要求堵漏措施在使用过程中的安全和可靠。

造成隧道渗漏水的原因有很多，包括：隧道结构设计的原因，施工技术的要求，施工质量的问题，以及周围复杂环境的影响。隧道结构的设计和施工技术造成隧道渗漏水的原因包括：为满足不均匀沉降、抗震、温度应力等要求而设计的构造缝，还有为满足施工要求而设置的施工缝，这些预制裂缝的存在大大增加了渗漏水问题发生的可能性。虽然施工缝和构造缝会设置钢边止水带、密封橡胶等止水措施，但由于堵水材料自身的缺陷、施工质量把控不严、存在漏洞等问题，将会大大增加渗漏水问题发生的可能性，特别是一些降水量大、城区低洼、水系发达地下水埋深浅、结构承压水头高的地区。施工质量问题造成隧道渗漏水的原因包括：混凝土振捣不密实、混凝土新老交界面处理不当、止水橡胶振捣错位、止水钢板漏焊等问题都会为渗漏水问题埋下隐患。周围环境造成隧道渗漏水的原因包括：周围地层的变形、车辆或爆破产生振动等，这些都会使结构在使用过程中产生施工缝、施工冷缝、断裂缝、温度收缩裂缝、结构裂缝等部位的渗漏水问题。

渗漏水问题出现的原因不同，因此需要有针对性的采取不同的措施；而不同的工程环境也需要具体的针对性措施。特别的，高水压条件下的地下结构，需要针对性的采取措施，还有必要针对现场工况采取试验，确保选取的措施和材料能达到安全、可靠、耐久的要求。

现有技术中，还没有成型的试验模拟装置来测试不同条件下的地下结构裂缝堵漏措施的可靠性。处置地下工程结构的裂缝渗漏水问题，主要还是依靠过往的技术经验，并在此基础上对重难点问题采取针对性措施。采用经验设计法，很容易造成堵漏加固措施不到位，出现重复渗漏的问题；另一方面，片面追求可靠，会造成材料的浪费，降低了堵漏工程的经济性。

随着材料的不断更新换代，一些强度高、耐久性好的材料可以应用到地下工程的堵水作业当中。这些材料的作用效果、具体的构造措施、技术手段，都需要在实际工程应用中有一个较为准确的把握，才能确保使用过程中的安全性和耐久性。因此，有必要设计一种高效、简便的试验模拟装置，来直观、全面的模拟地下结构裂缝的实际情况，为堵漏工程提供依据；并确定材料的合理使用量，做到节约、高效。

发明内容

本发明的实施例提供了一种高水压条件下地下工程的结构裂缝试验模拟装置，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明的一方面，提供了一种高水压条件下地下工程的结构裂缝试验模拟装置。