專利名稱：柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃头椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土壩面上的柔性防滲系統(tǒng)，特別涉及該柔性防滲系統(tǒng)的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以及利用該模型的仿真方法?br> 背景技術(shù)：
申請(qǐng)人:研發(fā)了一種混凝土壩面上的柔性防滲系統(tǒng)，其在開(kāi)裂混凝土壩面或壩踵的一定范圍內(nèi)設(shè)置柔性防滲材料層，以防止混凝土或壩踵開(kāi)裂后高壓水產(chǎn)生水力劈裂作用而損壞大壩。但是，還需要驗(yàn)證該柔性防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開(kāi)裂能力的仿真裝置及其方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種驗(yàn)證混凝土壩面上的柔性防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開(kāi)裂能力的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是這種柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，試?yàn)?zāi)Ｐ蜕峡蚣馨ǖ谝粌?nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，其下框架包括第一內(nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，上下框架之間形成中空腔。下框架通過(guò)支架固定在地面上，上下框架第一內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面上均設(shè)置混凝土層，混凝土層上設(shè)有柔性防滲材料層，上下框架第一外圈鋼板外表面分別固定第一鋼梁、第二鋼梁，第一鋼梁和第二鋼梁一一對(duì)應(yīng)地接觸并通過(guò)四根絲杠連接，上框架上口內(nèi)襯有與結(jié)構(gòu)配筋焊接為一體的鋼法蘭口，法蘭口上部通過(guò)螺栓固定有頂蓋，頂蓋上設(shè)置注水口和壓力表，在頂蓋和每根第一鋼梁之間均設(shè)有一個(gè)油壓千斤頂。由于通過(guò)油壓千斤頂可以使上框架移動(dòng)，通過(guò)精確控制油壓千斤頂?shù)男谐棠軌蚓_控制裂縫開(kāi)度的要求，所以能夠驗(yàn)證混凝土壩的柔性防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開(kāi)裂能力。還提供了利用以上仿真模型進(jìn)行柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力仿真的方法，包括以下步驟⑴在第一內(nèi)圈鋼板和第二內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面上燒筑、養(yǎng)護(hù)混凝土層；⑵在混凝土層上粘貼、固定柔性防滲材料層；⑶對(duì)仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ统渌?、封蓋、加壓；⑷控制油壓千斤頂來(lái)調(diào)節(jié)上框架和下框架之間的裂縫開(kāi)度；(5)確定柔性防滲材料層是否漏水。采用這種方法，可以驗(yàn)證以上裝置的防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開(kāi)裂能力。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，這種柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，試?yàn)?zāi)Ｐ蜕峡蚣馨ǖ谝粌?nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空 腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，其下框架包括第一內(nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，上下框架之間形成中空腔。下框架通過(guò)支架固定在地面上，上下框架的第一內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面上均設(shè)置混凝土層，混凝土層上設(shè)有柔性防滲材料層，上下框架的第一外圈鋼板外表面分別固定第一鋼梁、第二鋼梁，第一鋼梁和第二鋼梁一一對(duì)應(yīng)地接觸并通過(guò)四根絲杠連接，上框架上口內(nèi)襯有與結(jié)構(gòu)配筋焊接為一體的鋼法蘭口，法蘭口上部通過(guò)螺栓固定有頂蓋，頂蓋上設(shè)置注水口和壓力表，在頂蓋和每根第一鋼梁之間均設(shè)有一個(gè)油壓千斤頂。由于通過(guò)油壓千斤頂可以使上框架移動(dòng)，通過(guò)精確控制油壓千斤頂?shù)男谐棠軌蚓_控制裂縫開(kāi)度的要求，所以能夠驗(yàn)證混凝土壩的柔性防滲材料好壞。優(yōu)選地，第一鋼梁、第二鋼梁的數(shù)量均是四根。優(yōu)選地，所述油壓千斤頂是100噸的油壓千斤頂。優(yōu)選地，柔性防滲材料層是PVC 土工膜層、PVC復(fù)合土工膜層、三元乙丙加筋橡膠板、雙面自粘防水卷材層、或彈性防水涂層。優(yōu)選地，柔性防滲材料層是2層三元乙丙加筋橡膠板，每層厚度為I. 5mm。優(yōu)選地，柔性防滲材料層是膜厚4mm、復(fù)合200g/m2的2層無(wú)紡布層。優(yōu)選地,柔性防滲材料層是膜厚2_、復(fù)合200g/m2的無(wú)紡布層與厚4_的雙面自粘防水卷材層的組合防水層。還提供了利用以上仿真模型的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真方法，包括以下步驟⑴在上下框架的第一內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面上澆筑、養(yǎng)護(hù)混凝土層；⑵在混凝土層上粘貼、固定柔性防滲材料層；⑶對(duì)仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ统渌⒎馍w、加壓；⑷控制油壓千斤頂來(lái)調(diào)節(jié)上框架和下框架之間的裂縫開(kāi)度；(5)確定柔性防滲材料層是否漏水。采用這種方法，可以驗(yàn)證以上裝置的防滲效果好壞。采用這種方法，可以驗(yàn)證以上裝置的防滲效果好壞。優(yōu)選地，步驟(I)中緊貼上下框架的第一內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面澆筑一層IOcm厚的混凝土，澆筑混凝土之前，在鋼板上置入鋼筋，澆筑24小時(shí)后拆掉內(nèi)置模板，然后養(yǎng)護(hù)28天；步驟(2)中如果柔性防滲材料層是三元乙丙加筋橡膠板，則采用粘結(jié)劑直接粘貼在混凝土壩面上，橡膠板與橡膠板之間的搭接采用特制的搭接膠進(jìn)行粘結(jié)，同時(shí)搭接縫內(nèi)側(cè)采用內(nèi)密封膏密封、搭接縫外側(cè)采用外密封膏密封，第一層三元乙丙加筋橡膠板粘貼好后，再采用粘結(jié)劑將第二層橡膠板粘貼在第一層橡膠板上，并采用同樣的方法處理搭接縫，橡膠板與混凝土壩面上下收頭采用壓條與螺釘固定，壓條部位的橡膠板背面涂止水馬蹄脂膏，壓條外沿涂外密封膏；如果柔性防滲材料層是膜厚共4mm、復(fù)合200g/m2的2層無(wú)紡布層，里層的無(wú)紡布層采用粘結(jié)劑粘貼在混凝土層上，接縫之間采用焊接連接，再在里層上鋪設(shè)外層的無(wú)紡布層，里外層之間采用豎向線焊接固定，接縫之間采用焊接連接；如果柔性防滲材料層是膜厚2mm、復(fù)合200g/m2的無(wú)紡布層與厚4mm的雙面自粘防水卷材層的組合防水層，里層采用雙面自粘防水卷材層粘結(jié)劑粘貼在混凝土層上，里層自身搭接接縫，粘貼好后揭掉表面的防粘紙，直接粘貼膜厚2mm、復(fù)合200g/m2的無(wú)紡布層，無(wú)紡布側(cè)與雙面自粘防水卷材相連，無(wú)紡布之間的接縫采用焊接處理；步驟(3)中待粘結(jié)劑在空氣中自然干燥7d，粘結(jié)劑達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后即可充水，充水后將頂蓋上的排氣閥打開(kāi)，用螺栓將頂蓋固定在上框架上，使仿真模型的內(nèi)腔形成一個(gè)封閉的整體，然后直接用與自來(lái)水相連的水管對(duì)模型內(nèi)腔進(jìn)行排氣和初步加壓，待模型內(nèi)腔氣體排盡后，用高壓氮?dú)馄考訅褐?MPa，穩(wěn)壓24小時(shí)；步驟
(4)中松開(kāi)油壓千斤頂使裂縫張開(kāi)至2mm，其中裂縫張開(kāi)寬度通過(guò)壓力表控制，待裂縫張開(kāi)到位，迅速將壓力重新升至3MPa，穩(wěn)壓24小時(shí)，然后松開(kāi)油壓千斤頂使裂縫張開(kāi)至5mm，并在3MPa壓力下穩(wěn)壓24小時(shí)，最后松開(kāi)油壓千斤頂使裂縫張開(kāi)至8mm，壓力升至3MPa，穩(wěn)壓 至少7小時(shí)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在干其包括上框?I)和下框架(2)，上框架包括第一內(nèi)圈鋼板(11)和第一外圈鋼板(12)，第一內(nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板之間形成ー個(gè)中空腔，空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，下框架包括第一內(nèi)圈鋼板(21)和第一外圈鋼板(22),第一內(nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板之間形成ー個(gè)中空腔,空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，下框架通過(guò)支架(3)固定在地面上，上下框架的第一內(nèi)圈鋼板(11，21)的內(nèi)表面上均設(shè)置混凝土層(4)，混凝土層上設(shè)有柔性防滲材料層(5)，上下框架的第一外圈鋼板(11，21)外表面分別固定多根第一鋼梁(13)、第二鋼梁(23)，第一鋼梁(13)和第二鋼梁(23)—一對(duì)應(yīng)地接觸并通過(guò)四根絲杠(6)連接，上框架上口內(nèi)襯有與結(jié)構(gòu)配筋焊接為一體的鋼法蘭ロ，法蘭口上部通過(guò)螺栓固定有頂蓋(8)，頂蓋上設(shè)置注水ロ(7)和壓カ表(9)，在頂蓋(8)和每根第一鋼梁之間均設(shè)有一個(gè)油壓千斤頂(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于第一鋼梁、第二鋼梁的?shù)量均是兩根。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于所述油壓千斤頂?00噸的油壓千斤頂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在干柔性防滲材料層是PVC 土工膜層、PVC復(fù)合土工膜層、三元こ丙加筋橡膠板、雙面自粘防水卷材層、或彈性防水涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于柔性防滲材料層是2層三元こ丙加筋橡膠板，每層厚度為I. 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于柔性防滲材料層是膜厚4mm、復(fù)合200g/m2的2層無(wú)紡布層。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ停涮卣髟谟谌嵝苑罎B材料層是膜厚2mm、復(fù)合200g/m2的無(wú)紡布層與厚4mm的雙面自粘防水卷材層的組合防水層。
8.—種柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真方法，其特征在于包括 以下步驟 ⑴在上下框架第一內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面上燒筑、養(yǎng)護(hù)混凝土層； ⑵在混凝土層上粘貼、固定柔性防滲材料層； ⑶對(duì)仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ统渌?、封蓋、加壓； ⑷控制油壓千斤頂來(lái)調(diào)節(jié)上框架和下框架之間的裂縫開(kāi)度； (5)確定柔性防滲材料層是否漏水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真方法，其特征在于步驟(I)中緊貼上下框架第一內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面澆筑ー層IOcm厚的混凝土，澆筑混凝土之前，在鋼板上置入鋼筋，澆筑24小時(shí)后拆掉內(nèi)置模板，然后養(yǎng)護(hù)28天；步驟(2)中如果柔性防滲材料層是三元こ丙加筋橡膠板，則采用粘結(jié)劑直接粘貼在混凝土壩面上，橡膠板與橡膠板之間的搭接采用特制的搭接膠進(jìn)行粘結(jié)，同時(shí)搭接縫內(nèi)側(cè)采用內(nèi)密封膏密封、搭接縫外側(cè)采用外密封膏密封，第一層三元こ丙加筋橡膠板粘貼好后，再采用粘結(jié)劑將第二層橡膠板粘貼在第一層橡膠板上，并采用同樣的方法處理搭接縫，橡膠板與混凝土壩面上下收頭采用壓條與螺釘固定，壓條部位的橡膠板背面涂止水馬蹄脂膏，壓條外沿涂外密封膏；如果柔性防滲材料層是膜厚共4mm、復(fù)合200g/m2的2層無(wú)紡布層，里層的無(wú)紡布層采用粘結(jié)劑粘貼在混凝土層上，接縫之間采用焊接連接，再在里層上鋪設(shè)外層的無(wú)紡布層，里外層之間采用豎向線焊接固定，接縫之間采用焊接連接；如果柔性防滲材料層是膜厚2mm、復(fù)合200g/m2的無(wú)紡布層與厚4mm的雙面自粘防水卷材層的組合防水層，里層采用雙面自粘防水卷材層粘結(jié)劑粘貼在混凝土層上，里層自身搭接接縫，粘貼好后揭掉表面的防粘紙，直接粘貼膜厚2mm、復(fù)合200g/m2的無(wú)紡布層,無(wú)紡布側(cè)與雙面自粘防水卷材相連,無(wú)紡布之間的接縫采用焊接處理；步驟(3)中待粘結(jié)劑在空氣中自然干燥7d，粘結(jié)劑達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后即可充水，充水后將頂蓋上的排氣閥打開(kāi)，用螺栓將頂蓋固定在上框架上，使仿真模型的內(nèi)腔形 成一個(gè)封閉的整體，然后直接用與自來(lái)水相連的水管對(duì)模型內(nèi)腔進(jìn)行排氣和初步加壓，待模型內(nèi)腔氣體排盡后，用高壓氮?dú)馄考訅褐?MPa，穩(wěn)壓24小時(shí)；步驟(4)中松開(kāi)油壓千斤頂使裂縫張開(kāi)至2_，其中裂縫張開(kāi)寬度通過(guò)壓力表控制，待裂縫張開(kāi)到位，迅速將壓力重新升至3MPa，穩(wěn)壓24小時(shí)，然后松開(kāi)油壓千斤頂使裂縫張開(kāi)至5mm，并在3MPa壓力下穩(wěn)壓24小時(shí)，最后松開(kāi)油壓千斤頂使裂縫張開(kāi)至8mm，壓力升至3MPa，穩(wěn)壓至少7小時(shí)。
全文摘要
公開(kāi)一種柔性防滲材料抗高壓水開(kāi)裂能力的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，模型上框架包括第一?nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，其下框架包括第一內(nèi)圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內(nèi)填充鋼筋混凝土，上下框架之間形成中空腔。下框架通過(guò)支架固定在地面上，上下框架的第一內(nèi)圈鋼板的內(nèi)表面上均設(shè)置混凝土層，混凝土層上設(shè)有柔性防滲材料層，上下框架的第二外圈鋼板外表面分別固定第一鋼梁、第二鋼梁，第一鋼梁和第二鋼梁一一對(duì)應(yīng)地接觸并通過(guò)四根絲杠連接，上框架上口內(nèi)襯有與結(jié)構(gòu)配筋焊接為一體的鋼法蘭口，法蘭口上部通過(guò)螺栓固定有頂蓋，頂蓋上設(shè)置注水口和壓力表,在頂蓋和每根第一鋼梁之間均設(shè)有一個(gè)油壓千斤頂。還提供了仿真方法。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102841020SQ201210327478
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者賈金生, 李新宇, 鄭璀瑩, 瞿揚(yáng), 郝巨濤 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院