[发明专利]盾构密封垫抗渗性能可视化评估试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种盾构密封垫抗渗性能可视化评估试验装置，包括置于万能试验机内的玻璃槽；置于玻璃槽内的两块透明岩；密封垫置于上下透明岩之间形成密闭空间，为内水室；上覆盖板置于玻璃槽上形成密闭空间，为外水室；所述内水室通过内水液压输出管与内水水压机相连，外水室通过外水液压输出管与外水水压机相连；加载系统；数据采集系统。本发明还公开了使用该装置的试验方法，使用时向内外水室加入与透明岩、玻璃槽折射率相同的溶液，向内水室或外水室加入荧光剂。本发明利用内外水水压机实现内外水室压可控控制，结合透明岩和荧光剂的作用能够可视化评估密封垫在内外水室压共同作用下的抗渗性能，应用范围更广。

技术领域

本发明涉及密封垫抗渗性能试验装置及其试验方法，特别涉及盾构密封垫抗渗性能的可视化评估试验装置及其试验方法。

背景技术

盾构密封垫是应用于盾构隧道管片接缝处密封止水的主流材料，一般由单一的多孔型三元乙丙橡胶或多孔型三元乙丙橡胶与膨胀橡胶复合而成。由于盾构隧道埋深往往很深，一般处在地下水位以下，会受到较大的地下水压力，因此对盾构管片的防水提出了较高的要求，而管片接缝处密封垫防水性能的好坏是确保隧道在设计使用年限内能否有效抵抗地下水压力作用的关键，因此对密封垫的防水提出了较高的要求。目前对于盾构密封垫防水性能大多采用模型试验的方法进行评估。

申请号为201710266185.4的发明专利公开了一种隧道管片弹性密封垫的防水试验方法及装置，该装置由钢制底座、弹性密封垫、加压注水孔、压板等组成的试验装置，该装置通过预制带密封垫沟槽的混凝土试验台底座，虽然优化了试验测试工艺及试验装置结构，模拟了实际工程中管片接缝弹性密封垫的变形、受力等力学特性。但该发明所模拟的工况过于简单，未考虑内外水室压共同作用下的工况，对工程实际中经常出现的管片错缝、张开以及防水材料老化等未进行考虑，且整个防水试验过程不可视，关于盾构密封垫抗渗性能的评估也未能提出一种较好的判断标准，存在一定的局限性。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种在内外水压可控控制下盾构密封垫抗渗性能的可视化评估试验装置及其试验方法。

技术方案：本发明的盾构密封垫抗渗性能可视化评估试验装置，包括置于万能试验机内的玻璃槽；置于玻璃槽内的两块透明岩，其中下透明岩与玻璃槽底部接触，上透明岩与下透明岩相对放置并与上覆盖板接触；密封垫置于上下透明岩之间形成密闭空间，为内水室；上覆盖板置于玻璃槽上形成密闭空间，为外水室；所述内水室通过内水液压输出管与内水水压机相连，外水室通过外水液压输出管与外水水压机相连；加载系统，包括万能试验机，与万能试验机相连的传力杆；数据采集系统，包括CCD相机、激光器和计算机，其中CCD相机与计算机相连，计算机与万能试验机相连。

优选地，所述上覆盖板分别与上透明岩、玻璃槽之间放置柔性防水橡胶垫。

优选地，在所述外水液压输出管穿过上覆盖板处、内水液压输出管穿过上透明岩处放置止水橡胶圈。

利用上述任意一项所述试验装置的试验方法，包括如下步骤：

(1)向装置的内外水室加入与透明岩、玻璃槽折射率相同的溶液，向内水室或外水室加入荧光剂；

(2)启动数据采集系统和加载系统，传力杆通过对上覆盖板施加荷载对密封垫产生竖向压力，数据采集系统采集、显示和存储可视化图像数据；

(3)分别启动内外水压机，实现内外水室压可控控制，使内外水室产生并逐步增大水压差，数据采集系统实时记录内外水室中的动态过程；当观察到荧光剂从一侧水室转移至另一侧时，即认定密封垫发生渗漏，停止试验；

(4)利用计算机图像处理软件对采集的照片进行分析，评估试验结果。