[发明专利]预测遇水膨胀密封垫使用寿命的试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种预测遇水膨胀密封垫使用寿命的试验装置，包括水槽、上模板、下模板、两个遇水膨胀密封垫、传感器、应变测试仪和计算机，上模板和下模板均位于水槽内，上模板和下模板以可拆卸的方式连接，且上模板和下模板之间设置有垫片，一个遇水膨胀密封垫固定在上模板的下表面，另一个遇水膨胀密封垫固定在下模板的上表面，传感器固定在两个遇水膨胀密封垫之间，且用于采集两个遇水膨胀密封垫之间的接触应力，应变测试仪的输入端与传感器电连接，应变测试仪的输出端与计算机电连接；优点是能有效评估遇水膨胀密封垫的使用寿命。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及到预测遇水膨胀密封垫使用寿命的试验装置及其试验方法。

背景技术

遇水膨胀密封垫的材料为遇水膨胀类橡胶（WSR），其是一种具有弹性密封和遇水膨胀双重功能的弹性体，目前在我国隧道及地下工程领域中，采用遇水膨胀密封垫作为防水材料已经成为一个新的方向，在使用过程中，遇水膨胀密封粘贴于防水沟槽内，这样待盾构管片拼装后，密封垫间保持了一定的接触压力，但是随时间发展，密封垫自身会发生一定的应力松弛，因此密封垫的接触应力发生一定的衰减。但是由于遇水膨胀密封垫遇水后会在防水沟槽内会发生一定的膨胀，此时接触应力会抵消一部分应力松弛，从而起到防水和保证应力的作用。

遇水膨胀密封垫在隧道工程中起到非常巨大的作用，其使用寿命的长短直接关乎整个工程的安全，但是在现有技术中，没有专门的设备以及方法来预测遇水膨胀密封垫使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种预测遇水膨胀密封垫使用寿命的试验装置，其能有效评估遇水膨胀密封垫的使用寿命。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种预测遇水膨胀密封垫使用寿命的试验装置，包括水槽、上模板、下模板、两个遇水膨胀密封垫、传感器、应变测试仪和计算机，所述的上模板和所述的下模板均位于所述的水槽内，所述的上模板和所述的下模板以可拆卸的方式连接，且所述的上模板和所述的下模板之间设置有垫片，一个所述的遇水膨胀密封垫固定在所述的上模板的下表面，另一个所述的遇水膨胀密封垫固定在所述的下模板的上表面，所述的传感器固定在两个所述的遇水膨胀密封垫之间，且用于采集两个所述的遇水膨胀密封垫之间的接触应力，所述的应变测试仪的输入端与所述的传感器电连接，所述的应变测试仪的输出端与所述的计算机电连接。

所述的上模板和所述的下模板的前后两端分别固定有限位板。该结构中，限位板的设置能防止在试验过程中，上模板和下模板前后发生位移，以排除遇水膨胀密封垫产生纵向膨胀对接触应力试验结果的干扰。

所述的上模板的下表面开设有上沟槽，一个所述的遇水膨胀密封垫固定在所述的上沟槽内，所述的下模板的上表面开设有下沟槽，另一个所述的遇水膨胀密封垫固定在所述的下沟槽内。上沟槽和下沟槽的开设用于放置遇水膨胀密封垫，以防止遇水膨胀密封垫发生移位。

所述的传感器为薄膜传感器。该结构中，薄膜传感器具有精度高、性能稳定、温漂小、可靠性高等优点，使试验数据更准确。

所述的垫片为钢制垫片。该结构中，钢制垫片的设置能够模拟盾构隧道管片的张开量，采用钢制垫片其使用寿命较长，更有利于试验进行。

所述的上模板和所述的下模板之间通过若干个M10螺栓固定。

本发明的另一个目的在于采用预测遇水膨胀密封垫使用寿命试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将固定有遇水膨胀密封垫的上模板安装到固定有遇水膨胀密封垫的下模板上，安装完毕后，在上模板和下模板的前后两侧分别安装限位板；

S2：在上模板和下模板之间安装垫片，以模拟盾构隧道管片的张开量；

S3：在两个遇水膨胀密封垫之间安装薄膜传感器；