[发明专利]一种模拟内衬管屈曲失效的试验装置及方法

说明书

本发明提供一种模拟内衬管屈曲失效的试验装置及方法。该试验装置包括加压泵、固定套筒和工业相机，所述固定套筒两端分别设有一连接法兰，待测试的内衬管位于固定套筒内，并被两连接法兰夹紧固定，固定套筒和管外壁之间设有一加压水袋，加压水袋与加压泵连接，所述内衬管内壁设有贴有多个应变片和多个标记块，应变片用于感测内衬管应力，工业相机用于记录标记块位移以计算出内衬管的应变大小。本发明的试验装置及方法能对于不同尺寸的内衬管进行屈曲失效的试验，通用性强，且试验装置的各个部件相互独立，易于拆卸与安装，维护成本低，运输方便。

技术领域

本发明涉及屈服形变测试装置技术领域，尤其涉及一种模拟内衬管屈曲失效的试验装置及方法。

背景技术

城市地下管网是城市基础设施综合系统中不可缺少的部分，在保障城市功能正常运行中作为生命线起到极其重要的作用。当管道发生破坏、变形、不均匀沉降等情况需要进行修复时，盲目进行开挖修复可能会对其他地下管线或周围建筑造成破坏。非开挖修复技术修复地下管道的原理是将内衬安装到既有破损管道内部进行修复，使得内衬管与既有管道形成复合管道结构，修复后共同承受管道内外荷载，有效延长管道的使用寿命。在采用内衬进行管道半结构性修复时，为方便运输以及安装，内衬管往往采用柔性材料。在内外荷载的作用下柔性内衬管易发生屈曲失效，为保证修复后复合管道的稳定性，需研究柔性内衬管在屈曲失效过程中均布荷载与屈曲变形之间的关系。

目前，内衬管受均布外荷载的试验装置多采用直接注水加压的方式对内衬管进行施加载荷，这种试验装置存在通用性较差、安装及拆卸内衬管困难、难以保证试验装置的密封性、试验装置设计不合理等缺陷。

发明内容

为降低内衬管屈曲失效的试验装置的操作难度，提高该试验的可操作性和准确性，本发明提供一种模拟内衬管屈曲失效的试验装置，包括加压泵、固定套筒和工业相机，所述固定套筒两端分别连接有一连接法兰，待测试的内衬管位于固定套筒内，且所述内衬管两端被两连接法兰夹紧于固定，所述固定套筒内壁和内衬管外壁之间设有一加压水袋，所述加压水袋与所述加压泵通过高压水管连接，所述内衬管与所述固定套筒同轴设置，所述内衬管内壁设有贴有多个应变片和多个标记块，所述应变片用于感测内衬管承受到的载荷大小，所述工业相机用于记录所述标记块的位置变化从而计算出内衬管的形变大小。

进一步地，所述固定套筒上设有一注水孔和一排水孔，所述加压水袋上设有一注水口和一排水口，所述注水口和排水口分别穿过所述注水孔和排水孔延伸出所述固定套筒外。

进一步地，所述固定套筒内壁设有多个限位挡块，所述限位挡块用于使所述内衬管保持同轴状态。

进一步地，所述固定套筒内壁两端分别设有一固定环，两所述固定环均通过锁紧螺栓锁紧于固定套筒内壁上，且两所述固定环分别将所述加压水袋的两端固定于所述固定套筒内壁。

进一步地，还包括一显示终端，所有应变片均与一数据采集器电性连接，所述数据采集器和所述工业相机均与所述显示终端电性连接，所述显示终端用于实时显示内衬管的应力于形变的大小。

进一步地，两所述连接法兰的其中一个连接法兰上设有一避位孔。

进一步地，所述加压水袋的注水口和排水口内壁均设有连接螺纹，高压水管的端部通过螺纹连接的方式连接于所述注水口上

本发明还提供上述模拟内衬管屈曲失效的试验装置的试验方法，该方法包括如下步骤：

S1：向加压水袋内入常压的水，并排出加压水袋内的空气；

S2：将高压水管连接到加压水袋的注水口上，启动加压泵缓慢均匀地向加压水袋中注入高压的水。

S3：在启动加压的同时启动数据采集采集器和工业相机，并打开显示终端，显示终端实时显示并记录内衬管在加压泵在注水过程中内衬管的应力和应变大小。