[发明专利]一种用于寒区隧道保温效果测试的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于寒区隧道保温效果测试的试验装置及方法，包括隧道模型；电伴热加热层铺设在隧道模型的内壁，电伴热加热层的供电端与电源连接；供风装置设置在隧道模型的一端洞口外，用于向隧道模型中输入风流，风流方向与隧道模型的轴线方向一致；若干环境采集装置均匀布设在隧道模型中；本发明利用隧道模型模拟实际隧道保温层及衬砌的传热状况，通过设置供风装置向隧道模型中输入风流，实现对隧道内实际气候环境的真实模拟；利用电伴热加热层对隧道内进行主动加热，模拟隧道内实际主动加热保温设置；通过设置环境采集装置，实现环境参数的采集，满足对保温效果的测试；能够对不同隧道的室内模拟试验，结构简单，准确度较高，成本较低。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，特别涉及一种用于寒区隧道保温效果测试的试验装置及方法。

背景技术

公路隧道的建设逐渐增多，高纬度高寒地区的隧道数量也在不断增加；现已建设的高寒地区隧道许多出现了衬砌冻害问题，会大大影响衬砌强度，降低隧道的使用寿命并严重影响行车安全舒适。

为了解决此问题，需要对隧道进行保温，现有的保温措施包括主动加热措施和设置保温层；对利用电伴热进行主动加热的保温措施进行实际保温效果的测试，可以根据隧址实际自然情况采取有效且经济的加热层设计，对寒区隧道衬砌保温和结构安全具有重要的经济和工程意义；现有的隧道保温设施施工前，对于保温设施的技术方案、相关参数确定及工程建设完成后的实际保温效果检验，尚无完善的系统和方法进行参照；目前大多采用现场试验，而现场试验难度较大，试验成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种用于寒区隧道保温效果测试的试验装置及方法，以解决现有的隧道保温设施现场试验难度较大，成本较高的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种用于寒区隧道保温效果测试的试验装置，包括隧道模型、电伴热加热层、供风装置及若干环境采集装置；电伴热加热层铺设在隧道模型的内壁上，电伴热加热层的供电端与电源连接；供风装置设置在隧道模型的一端洞口外，供风装置用于向隧道模型中输入风流，风流方向与隧道模型的轴线方向一致；若干环境采集装置均匀布设在隧道模型中，用于采集隧道模型内的环境信息。

进一步的，环境采集装置包括温度计、风压计及风速计；其中，温度计、风压计及风速计均设置在隧道模型的隧道拱顶中心。

进一步的，还包括若干阻力格栅，若干阻力格栅均匀设置在隧道模型中。

进一步的，还包括制冷装置，制冷装置设置在隧道模型与供风装置之间，制冷装置用于对供风装置的输出风流进行制冷。

进一步的，制冷装置的制冷温度为-5～-20℃。

进一步的，电伴热加热层包括电伴热带及土工布；电伴热带均匀布设在土工布上，土工布粘结在隧道模型的内壁上；电伴热带靠近隧道模型的内壁一侧，电伴热带的供电端与电源连接。

进一步的，电伴热带与土工布粘结固定，并采用蛇形布设。

进一步的，电源采用控温配电箱。

进一步的，电伴热加热层的加热温度为10-25℃。

本发明还提供了一种用于寒区隧道保温效果测试的试验方法，利用所述的一种用于寒区隧道保温效果测试的试验装置；具体包括以下步骤：

在隧道模型中，按预设间距设置环境采集装置；

开启电源，对电伴热带层进行预热；

开启供风装置，向隧道内吹入冷空气；

对环境采集装置的采集数据进行观察，当采集数据稳定后，记录采集数据进行，关闭供风装置及电源；