[发明专利]含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定实验装置及方法

权利要求书

1.一种含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定实验装置，其特征在于，包括：立式框体、加压装置、支撑座和裂缝测宽仪，所述加压装置设置在立式框体的顶部内侧的中部并向下延伸，所述支撑座在立式框体的底部内侧间隔设置两个，在加压装置和支撑座之间形成放置衬砌样块的测试空间，所述裂缝测宽仪用以测量衬砌样块喷涂层的裂缝宽度。

2.根据权利要求1所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定实验装置，其特征在于，两所述支撑座中的一个为固定铰支座，另外一个为滑动铰支座。

3.根据权利要求2所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定实验装置，其特征在于，所述加压装置包括：竖直设置在立式框体的顶部内侧的千斤顶以及水平设置在千斤顶下端的传力梁，所述传力梁的水平延伸方向与两所述支撑座的间隔方向相同。

4.根据权利要求3所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定实验装置，其特征在于，所述传力梁通过一个固定条和一个活动条与衬砌样块接触，且所述固定条靠近所述固定铰支座一侧，所述活动条靠近所述滑动铰支座一侧。

5.一种含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定实验装置，包括以下步骤：

S1.制作模拟实验用衬砌样块的混凝土块，采用1:1的强度比例，根据相应车道数及围岩强度，选取相应混凝土块尺寸，选用相应混凝土浇筑成型；

S2.混凝土块养护达到标准强度后，在混凝土块的一个侧面分层逐步涂刷防火材料形成喷涂层，每层涂刷厚度不超过8mm，最后一层涂刷均匀、整平，使喷涂层达到预期耐火极限要求的厚度，完成衬砌样块的制作；

S3.将预制完成的衬砌样块放置到实验装置的支撑座上进行加载实验，通过加压装置逐级加载，观察喷涂层的裂缝情况以及混凝土块的裂缝发展情况；

S4.当混凝土块自身出现裂缝时，记录混凝土块的裂缝深度以及喷涂层的裂缝宽度；随后逐级加载，依次记录裂缝的深度和宽度，直至压坏。

6.根据权利要求5所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定方法，其特征在于，步骤S4之后，根据得到的裂缝深度和宽度数据，得到喷涂层缝宽度与隧道衬砌裂缝深度的关系,以及喷涂层裂缝宽度与隧道衬砌裂缝宽度的关系。

7.根据权利要求5所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定方法，其特征在于，

步骤S1中的混凝土块，根据相应的车道数及围岩强度，取用素混凝土或钢筋混凝土，采用1:1的尺寸比例浇筑成型。

8.根据权利要求5所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定方法，其特征在于，

步骤S3中衬砌样块在实验装置内的放置，分为喷涂层在下和喷涂层在上两种情况，用以分别模拟隧道在拱顶受正弯矩和拱腰处受负弯矩的情况。

9.根据权利要求5所述的含喷涂层的隧道衬砌裂缝测定方法，其特征在于，

步骤S4中，采用卷尺测量混凝土块的裂缝深度，采用裂缝测宽仪测量喷涂层的裂缝宽度。