[发明专利]一种新的橡胶密封垫压缩应力性能测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶密封垫测试装置及方法，尤其是涉及一种新的橡胶密封垫压缩应力性能测试装置及方法。

背景技术

城市地下建筑空间的利用解决了城市土地紧缺，提供了更高水平的城市功能，改善了城市生活环境，创造一个更加具有吸引力的城市环境，使城市成为令人愉快舒适的空间。盾构隧道作为地下空间开发过程中最常见的结构型式，为地下空间的开发保驾护航。此外，随着社会的发展，越来越多的越江海盾构隧道投入建设、使用，如上海长江隧道、渤海湾跨海通道、琼州海峡海底隧道等等。

盾构法隧道的防水不仅关系到盾构隧道使用功能的正常发挥，而且关系到隧道使用期限的长短。由于盾构法隧道采用组装式衬砌，接缝数量众多，衬砌接缝防水成为隧道防水的重点，接缝处的防水性能直接决定了整个盾构隧道的使用寿命。因此，在盾构隧道运营期间，其接缝防水材料防水性能的正常发挥及耐久性至关重要。

目前为止，国内外主要采用橡胶密封垫来实现管片接缝之间的止水密封要求。根据橡胶密封垫的静态密封原理，密封垫工作状态下的材料性能类似于高粘体系，它具有把压力传递到接触面的特性。橡胶密封垫受到一定的压力时，会对接触面产生接触应力，以此来抵抗作用于管片的水压力。橡胶密封垫在工作状态下受力以压应力为主，因此从密封垫的防水机理来看，掌握橡胶密封垫的压缩性能有助于了解其防水性能。

通过对不同橡胶密封垫压缩性能进行测试，为实际工程中盾构隧道接缝防水性能提供参考依据。传统的橡胶密封垫压缩性能的测试装置在测试过程中，橡胶密封垫接触面附近容易挤出橡胶，导致纵向变形，而实际工程中盾构隧道用橡胶密封垫不存在纵向变形，因此测试结果与实际值存在偏差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新的橡胶密封垫压缩应力性能测试装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新的橡胶密封垫压缩应力性能测试装置，该测试装置包括底板、端面封板以及用于盛放橡胶密封垫试样的沟槽上模块和沟槽下模块，所述的端面封板设置两块并对称设置在底板两端，所述的端面封板与底板形成容纳空间，所述的沟槽下模块和沟槽下模块依次置于所述的容纳空间中，橡胶密封垫试样位于沟槽下模块和沟槽下模块之间并相互接触，所述的沟槽上模块和沟槽下模块两侧端面与端面封板贴合密封，所述的沟槽上模块通过滑动机构在所述的端面封板内上下滑动。

所述的沟槽上模块和沟槽下模块的长度与橡胶密封垫试样长度相等，沟槽上模块底面和沟槽下模块顶面设有用于放置橡胶密封垫试样的凹槽，所述的凹槽与橡胶密封垫试样相互契合。

所述的滑动机构包括设置在端面封板内的卡槽以及设置在沟槽上模块上的凸缘，所述的卡槽沿端面封板高度方向设置，所述的凸缘插入所述的卡槽并滑动设置，所述的卡槽与所述的凸缘相互契合且二者之间无空隙。

所述的卡槽设于端面封板内部，且沿端面封板高度方向贯穿端面封板。

每块端面封板上均设有两条卡槽，两条卡槽对称设置在端面封板两端，对应的，沟槽上模块两端分别设有两个与所述的卡槽契合的凸缘。

所述的端面封板外侧与底板之间设有用于支撑的角钢。

一种新的橡胶密封垫压缩应力性能测试方法，采用所述的测试装置辅助完成，所述的测试方法包括如下步骤：

(1)在沟槽上模块和沟槽下模块中分别放入橡胶密封垫试样；

(2)将沟槽下模块放置在底板上，沟槽下模块两端与端面封板贴合；

(3)沟槽上模块置于沟槽下模块上方，并通过滑动机构在所述的端面封板内上下滑动；

(4)调节滑动机构改变沟槽上模块的高度使得沟槽上模块和沟槽下模块(6)中的橡胶密封垫试样接触；

(5)将测试装置置于试验机上，反复压动和放松沟槽上模块，获取橡胶密封垫试样的应力应变曲线。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明沟槽上模块和沟槽下模块为两块分立的模块，将沟槽上模块和沟槽下模块设置在两块端面封板形成的容纳空间中，在压动沟槽上模块使得橡胶密封垫压缩时，由于两侧有一个完整的端面封板，因此能够完全约束橡胶密封垫纵向变形，排除了现有技术测试过程中橡胶密封垫接触面部位易挤出的问题，使得测试结果更贴合实际工程应用；

(2)本发明通过设置滑动机构保证了沟槽上模块在上下滑动过程中的平稳性，沟槽上模块在测试过程中保持水平，保证测试过程的可靠进行；

(3)本发明滑动机构采用凸缘与卡槽契合滑动的形式，结构简单，易于实现。