[发明专利]一种盾构管片密封垫循环荷载作用下防水性能退化测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种盾构管片密封垫循环荷载作用下防水性能退化测试装置及方法，装置包括尺寸相同的第一拱形管片段单元和第二拱形管片段单元，第一拱形管片段单元包括管片试件A和管片试件B，管片试件A与管片试件B之间纵向连接；第二拱形管片段单元包括管片试件C和管片试件D，管片试件C与管片试件D之间纵向连接；管片试件A和管片试件B之间的纵向接缝内、所述管片试件C和管片试件D之间的纵向接缝内以及两个拱形管片段单元之间的环向接缝内均设有密封垫，不同管片试件所属密封垫的贴合面设有薄膜应变片，所述薄膜应变片通过屏蔽电缆线外接于采集分析仪；从而测试得到密封垫的防水性能。

技术领域

本发明涉及盾构管片密封垫防水性能检测领域，是一种盾构管片密封垫循环荷载作用下防水性能退化测试装置。

背景技术

伴随轨道交通运营里程的不断扩大，区间盾构隧道的病害问题越来越多样化。其中，盾构隧道防水是埋入富水地层区段的关键问题。由于现有盾构隧道多为拼装式结构，故盾构隧道管片接缝处易发生漏水，在所有管片接缝防水的措施中，密封垫防水是防水的重点。

然而，随着盾构隧道服役年限的不断增加，密封垫的服役寿命是必须要关注的问题。而在实际工程中，盾构隧道一直深埋于地下，而密封垫又处于管片接缝之间非常狭小、紧密的空间内，因此对密封垫防水服役性能的现场监测较为困难。故现有研究大多数都是通过实验来检测密封垫的防水性能，例如CN107121245A通过简化模具对盾构隧道两道密封垫的防水性能进行测试。CN107817078A考虑了隧道错缝拼装形式，设计模具对“十字缝”状密封垫进行防水能力检测。

目前研究有如下几点缺陷:

1.较少采用足尺试验进行研究。目前研究大多是建立小型模具进行对密封垫-管片进行模拟，不能如实反映盾构隧道拼装即管片与管片之间连接的真实情况，导致接缝处的密封垫受力情况过于单一，所测出的防水能力可靠度不高。

2.不能检测循环荷载下密封垫的防水性能。密封垫的材料本质上是橡胶，而橡胶的相关性能及服役寿命受荷载疲劳老化影响较大，现有模具中对密封垫的加载方式多为单一应力下的挤压，未能体现长时间循环荷载对密封垫防水性能的影响。

发明内容

本发明的目的在于开发一种试验测试装置，克服既有措施的弊端，提供一种盾构管片密封垫循环荷载作用下防水性能退化测试装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种盾构管片密封垫循环荷载作用下防水性能退化测试装置，包括：

尺寸相同的第一拱形管片段单元和第二拱形管片段单元，两个拱形管片段单元之间环向拼接形成测试用拱形管片段，其中，

所述第一拱形管片段单元包括管片试件A和管片试件B，管片试件A与管片试件B之间纵向连接；

所述第二拱形管片段单元包括管片试件C和管片试件D，管片试件C与管片试件D之间纵向连接；

所述管片试件A和管片试件B之间的纵向接缝内、所述管片试件C和管片试件D之间的纵向接缝内以及两个拱形管片段单元之间的环向接缝内均设有密封垫，不同管片试件所属密封垫的贴合面设有薄膜应变片，所述薄膜应变片通过屏蔽电缆线外接于采集分析仪；

所述测试用拱形管片段的环向两端设有环缝加载板；

所述测试用拱形管片段的纵向两端设有纵缝加载板；

所述环缝加载板和纵缝加载板外侧安装有千斤顶，千斤顶通过屏蔽电缆线外接于电子控制。

所述管片试件A、管片试件B、管片试件C和管片试件D的材料均为C50标号的钢筋混凝土。

所述环缝加载板形状为U型，将所述测试用拱形管片段的环向侧面紧密包裹，起到限位和荷载传递的双重作用，材料为钢。