[发明专利]快速变温耦合复杂应力条件下的水工混凝土水力劈裂装置及方法

权利要求书

1.一种快速变温耦合复杂应力条件下的水工混凝土水力劈裂装置，包括压力室，压力室内通过紧固装置对待试验的预制缝混凝土标准试件进行安装和固定，还包括安装在紧固装置外围的应力施加装置，用于实现对预制缝混凝土标准试件拉应力的施加，压力室的底部分别开设进水口与出水口，进水口内插入进水管道，出水口内插入出水管道；其特征在于：还包括空气加热系统以及循环水系统，空气加热系统与压力室连通，循环水系统布设在压力室内部，两者通过伺服系统控制共同作用实现压力室的快速变温；

前述的预制缝混凝土标准试件包括相互匹配的上钢制套件和下钢制套件，两者之间形成安置混凝土的空间，混凝土的顶部与上钢制套件、底部与下钢制套件之间安插密集打有孔径为1mm小孔的透水铜板，混凝土的两侧粘贴密封式钢板，在上钢制套件上设有内部出水口；

前述的应力施加装置包括安装在预制缝混凝土标准试件X方向两侧面的钢制连接板，钢制连接板上均安装压力螺栓，还包括安装在预制缝混凝土标准试件Y方向两侧面的钢制连接板，钢制连接板上均安装拉力螺栓，在四块钢制连接板上同时安装压力传感器；压力室的顶部插入可上下移动的轴压杆；

前述的紧固装置包括布设在预制缝混凝土标准试件两侧且与压力室底部相垂直的固定钢板，在压力室底部位于预制缝混凝土标准试件的两侧分别开设凹槽，固定钢板插入凹槽内，固定钢板的中间位置预留小孔，小孔内旋入与固定钢板垂直布设的钢轴，钢轴的顶端与预制缝混凝土标准试件相接触；固定钢板上安装有横向温度传感器；

在下钢制套件中间部位开设预留孔，其内连通压力室的进水管道；

前述的空气加热系统包括压缩空气加热器，其顶端开设压缩空气出气口，在压缩空气加热器上还安装用于调节温度的旋钮、温度输出传感器、温度指示器和流量传感器，压缩空气加热器的底部与压力室相连通；

前述的循环水系统包括安装在压力室内部两侧壁上的导热铜管，还包括至少一个散热储水片，其通过导热铜板与导热铜管相连接，散热储水片之间通过储水片连接板连接相通，最底端的散热储水片上设有循环水系统出水口，循环水系统出水口的上方安装储水片止水阀。

2.根据权利要求1所述的快速变温耦合复杂应力条件下的水工混凝土水力劈裂装置，其特征在于：前述上钢制套件的顶部为轴力垫板，前述轴压杆的底端为凹进去的弧形结构，其弧度与轴力垫板的弧度匹配。

3.根据权利要求1所述的快速变温耦合复杂应力条件下的水工混凝土水力劈裂装置，其特征在于：前述的压力室为圆柱形结构，其内径为500mm，高度为500mm，壁厚为20mm；在压力室顶盖位于轴压杆的两侧分别安装压力控制阀和压力表；压力室的顶盖上同时安装用于测量竖向变形的竖向位移传感器；预制缝混凝土标准试件两侧安装横向位移传感器。

4.根据权利要求1所述的快速变温耦合复杂应力条件下的水工混凝土水力劈裂装置，其特征在于：前述循环水系统底端的循环水系统进水口通过管道与布设在压力室外部的恒温水箱相连通；进水管道与布设在压力室外部的进水箱相连通，在进水管道上安装止水阀；恒温水箱与进水箱同时与电动机相连通。

5.根据权利要求1所述的快速变温耦合复杂应力条件下的水工混凝土水力劈裂装置，其特征在于：压力室顶盖上开设导气孔，第一恒温水箱的底部通过管道通过导气孔与压力室相连通。