Стенд для испытания швов гидротехнических сооружений Советский патент 1985 года по МПК E02B3/16 G01M19/00 

Изобретение относится к устройствам для испытания деформационных швов гидротехнических сооружений.

Известен стенд для испытаний тоннельной обделки на водопроницаемость, включающий нагружающее устройство, систему управления и станину, выполненную с полостью, имеющей по периметру уплотнение и разделенной на отсеки, в которых раз мещены эластичные оболочки, раздуваемые при испытании рабочей средой 1.

Однако этот стенд не позволяет проводить испытания деформационных швов гидротехнических сооружений на водопроницаемость в нагруженном состоянии и имитировать деформации в швах (при просадках, выпоре и морозном пучении подстилающих грунтов), аналогичных натурным, возникающих в процессе эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для испытания швов гидротехнических сооружений, преимущественно каналов, включающий трапецеидальный секционный лоток, облицованный армобетонными плитами, одна из секций которого выполнена подвижной 2.

Однако этот стенд не позволяет проводить испытания деформационных швов в напряженном состоянии при широком диапазоне изменения напоров в лотке и различных грунтовых условиях под плитами облицовки.

Цель изобретения - обеспечение возможности испытания деформационных швов в напряженном состоянии при широком диапазоне изменения напоров в лотке и различных грунтовых условиях под плитами облицовки.

Поставленная цель достигается тем, что стенд выполнен в металлическом корпусе и состоит из двух фильтрационных отсеков с подвижной и неподвижной секциями, соединенных между собой эластичными диафрагмами, раздельно закрытых герметизирующими крышками с вмонтированными в них трубопроводами для запитки водой, и кранами для выпуска воздуха из отсеков.

Кроме того, стенд снабжен винтовыми механизмами горизонтального и вертикального перемешения подвижных секций отсеков для имитации деформаций в швах, аналогичных натурным, возникающим в процессе эксплуатации.

На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - фрагмент плана отсека стенда при снятых герметизирующих крышках и без уплотнительной прокладки; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - узел I на фиг. 3; на фиг. 8 узел II на фиг. 4; на фиг. 9 - винтовой механизм горизонтального перемешения подвижной секции; план; на фиг. 10 разрез Г-Г на фиг. 9; на фиг. 11 - узел III на фиг. 3.

Стенд имеет два отсека 1, разделенные

между собой металлической перегородкой 2 и включающие подвижную 3 и неподвижную 4 секции.

В отсеках 1 предусмотрено формирование фрагмента облицованного канала 5 из армобетонных плит 6 и монолитного бе тона 7 с разными подстилающими грунтами 8 и с различной конструкцией деформационных щвов 9, например, включающих герметик 10, противоадгезионный слой И, подоснову 12 по подложке 13 из пергамина

5 или рубероида.

С целью предотвращения подпертой фильтрации при испытаниях швов в напряженном состоянии на водопроницаемость в днище металлического корпуса 14 отсеков 1 предусмотрены отверстия 15 для слива фильтрата, поверху которых уложена фильтровая латунная сетка 16, а для защиты подстилающего грунта 8 от оползания при укладке на откосы металлического корпуса стенда установлена металлическая

сетка 17 с ячейками 50x50 мм.

Поперечные деформационные швы 9, подвергаемые испытаниям, располагаются над стыками 18 подвижной 3 и неподвижной 4 секций, соединенных между собой эластичными диафрагмами 19.

0 Для фиксации плит 6 в установленном положении под поперечными деформационными швами 9 у стыков 18 подвижной 3 и неподвижной 4 секций установлены металлические упоры 20.

Сверху подвижные 3 и неподвижные 4

секции стенда раздельно закрыты с помощью уплотнительной прокладки 21 и болтов с гайками 22, установленных по периметру прокладки 21 и болтов с гайками 22, установленных по периметру металлического

0 корпуса 14 отсеков 1, герметизирующими крыщками 23 и 24, которые соединены между собой эластичными диафрагмами 19.

Для имитации горизонтальных и вертикальных деформаций элементов. 6 и 7 облицовки в подвижных секциях 3 стенда предусмотрены механизмы горизонтального 25 и вертикального 26 перемещений.

Механизм 25 горизонтального перемещения включает два винта 27 с головками, имеющими специальные прорези 28 для

0 обеспечения перемещения винтов (вверх .или вниз) в упорах 29 подвижных секций 3, и гайками 30, установленными в прорези 31 упорной плиты 32, закрепленной на опорной раме стенда 33 с помощью упорных косынок 34.

5 Механизм 26 вертикального перемещения подвижной секции 3 стенда включает четыре шпильки 35 с головками 36 для вращения ключом, один конец которых с левой

резьбой при помощи гаек 37 и шайб 38 закреплен в специальных вырезах 39 опорных планок 40 с косынками 41, а другой, с правой резьбой, аналогично закреплен в нижних упорах 42 с отверстиями 43, установленных на платформе стенда 44.

Горизонтальные и вертикальные деформации элементов облицовки замеряются с помощью линеек (не показаны), прикрепленных к подвижным секциям 3 стенда.

Запитка фильтрационных отсеков 1 водой осуществляется по трубопроводам 45 с кранами 46 из напорных мерных баков 47, подключенных к водопроводной системе (не показана) и имеющих протарированные щкалы 48 для подсчета объемов сработки .на фильтрацию в отсеках 1.

Установка мерных баков 47 на заданных горизонтах осуществляется с помощью лебедки 49.

Для спуска воздуха при заполнений отсеков 1 водой в крыщках 23 подвижный секций 3 вмонтированы краны-воздущники 50.

Стенд работает следующим образом.

Вначале производят полное заполнение отсеков 1 водой и при отсутствии горизонтальных и вертикальных перемещений подвижных секций 3 обеспечивают постепенное увеличение напора воды (от О до 10 м) над испытываемыми щвами 9 и по мерной шкале 48 в мерных баках-47 за время проведения опытов определяют соответствующие объемы сработки на фильтрацию в отсеках 1, подстилаемых различными грунтами 8. По данным опытов для различных конструкций деформационных щвов 9 с учетом подстилаемых грунтов 8 строят кривые зависимости фильтрационных расходов от напоров воды Q f(H) над нижней плоскостью облицовки в фильтрационных отсеках 1.

Затем с помощью механизмов 25 и 26 перемещений подвижных секций 3 создаются горизонтальные (до 250 мм) и вертикальные (до 300 мм) деформации и при статическом воздействии напоров воды (в пределах от О до 10 м) над напряженными щвами 9 устанавливаются соответствующие объемы фильтрационных потерь из отсеков 1 за время экспериментов, на основании которых строят серии кривых Q f(H).

При постепенном увеличении деформаций горизонтальных и вертикальных напоров

0 воды над испытываемыми швами 9 выявляются такие сочетания изменяемых параметров, при которых происходит разгерметизация швов 9 в противофиль.трационной облицовке отсеков 1.

С помощью предлагаемого стенда возможно проводить испытания деформационных швов 9, подвергать их воздействию всех факторов окружающей среды, например, при отрицательных температурах с целью имитации линейных перемещений

0 облицовки от изменения внещних температур и морозного пучения подстилаемых грунтов, когда деформативная способность герметиков в конструкции щвов резко снчжается, при этом стенд освобождается от

воды и испытываемые швы 9 подвергаются действию при отрицательных температурах. При самых низких температурах с помощью мезанизмов 25 и 26 перемещения подвижной секции 3 создаются горизонтальные и вертикальные деформации и выявляются

0 такие условия, при которых происходит когезионный или адгезионный разрыв герметика 10 в конструкции деформационного шва 9.

Использование изобретения позволяет выявлять противофильтрационную эффективность швов, оценивать их- эксплуатационную надежность в различных условиях работы, определять рациональные параметры (ширину и толщину герметика) швов и допускаемые расстояния между ними при герметизации различными материалами.

f

h

« t

Л

§

Ci Nl

4s Nj

xjNJl z-JГ

NI

1Т

id

7

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШВОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ, преимущественно каналов, включающий трапецеидальной секционный лоток, облицованный армобетонными плитами, одна из секций которого выполнена подвижной, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности испытания деформационных швов в напряженном состоянии при широком диапазоне изменения напоров в лотке и различных грунтовых условиях под плитами облицовки, стенд выполнен в металлическом корпусе и состоит из двух фильтрационных отсеков с подвижной и неподвижной секциями, соединенных между собой эластичными диафрагмами, раздельно закрытых герметизирующими крышками с вмонтированными в них трубопроводами для запитки водой, и кранами для выпуска воздуха из отсеков. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен винтовыми механизмами горизонтального и вертикального перемещения подвижных секций отсеков для имитации деформаций в щвах, аналогичных S натурным, возникающим в процессе экс(Л плуатации. О5 к СП

Ю

Фиг.6 20 .19

W

/7 74

I

Фиг. 7

/4

Г-Г

33 44

Фиг.10

D V)

yJL4LUU iJWe

Фиг.11

/7

Ле6аярезь5а

Пра6а резь5а

37

-4J

хгг -42

I1

и

Л