[发明专利]一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体

说明书

本发明涉及一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，降雨系统在电控配电系统的控制下模拟降雨情景，风系统在电控配电系统的控制下模拟刮风情景，能够模拟不同风速、降雨强度环境条件，实现足尺试样或较大尺度试验在舱体模拟不同赋存冬季环境条件，最大程度的利用设备较准确地仿真或还原冬季气候条件，全面揭示试样在不同冬季条件环境的侵蚀作用机制，量化捕捉试样侵蚀病害发育、材料老化失效全过程。

技术领域

本发明涉及环境试验技术及文物保护技术领域，特别是涉及一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体。

背景技术

中国境内石窟寺与土遗址等不可移动文物种类丰富、数量繁多，生动再现了中华文明的发展历程，是中国物质文化遗产中十分重要的实物资料和艺术瑰宝。长期以来，中国在石窟寺、壁画、土遗址等文物保护领域的研究处于抢救性保护阶段。随着中国研究机构的科研投入和科学管理，部分遗址逐渐由抢救性保护阶段向预防性保护阶段转变，取得了众多研究成果。但由于试验条件的限制，无法实现真实环境的足尺、多因素耦合的环境模拟试验，阻碍了文物病害机理、材料老化和措施有效评价研究、保护技术的推广和应用。

近年来，学界更多关注赋存环境与遗址病害发育过程、材料老化、加固措施有效性评价的研究，特别是风沙、降雨环境对遗址影响更为显著，更多研究还处于对小型试验或现场不均衡模拟实验，无法实现刮风、降雨条件室外文物面临风沙侵蚀、雨水冲蚀、渗透、软化、干缩开裂等多因素耦合和尺寸效应影响，室内小型试验和现场非标准模拟实验结果与实际情况差异较大，足尺仿真物理模拟实验刚刚起步，特别是强降雨作用下遗址全生命周期损伤状态测试方法、模型构建、量化表征等相关工作均未开展，很大程度上，自然界中降雨因子受降雨强度、降雨时长、雨滴速度、雨滴大小、风速等因素的影响，过程中以上变量均不可控，时间更不可控，实验不可重复，每种因素均对破坏方式与程度有一定影响。因此，急需一种能够模拟足尺试验在不同风雨环境条件，特别是可重复可控制的风雨强度作用下捕捉试样病害发生、发展过程、保护措施失效和材料耐久性评估的装置，对进一步研究病害特征与赋存环境关系、雨水冲蚀和风磨蚀循环作用下遗址劣化机制以及保护材料与工艺适用性和耐久性研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，能够模拟不同风速、降雨强度环境条件，实现足尺试样或较大尺度试验在舱体模拟不同赋存冬季环境条件。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种模拟风雨环境侵蚀足尺试样的试验舱体，所述装置包括：风雨舱、降雨系统、风系统和电控配电系统；

所述风雨舱为密闭腔体，降雨系统和风系统均设置在风雨舱的内部；

降雨系统与电控配电系统连接，降雨系统用于在电控配电系统的控制下模拟降雨情景；

风系统与电控配电系统连接，风系统用于在电控配电系统的控制下模拟刮风情景。

可选的，所述降雨系统包括：电机、可移动的降雨机构和多组降雨喷头；

多组降雨喷头均设置在可移动的降雨机构上；

每组降雨喷头包括4个大小不同的喷头，4个大小不同的喷头分别用于模拟4种不同的降雨量；

所述可移动的降雨机构的驱动端与电机的驱动轴连接。

可选的，所述可移动的降雨机构包括：方形钢桁架、圆柱钢桁架、多个钢桁架支架、多个导轨、多个降雨头连接板和多个限位开关组；

每个钢桁架支架的两端分别连接方形钢桁架和圆柱钢桁架；多个导轨分别一一对应地设置在多个钢桁架支架上，多个降雨头连接板分别一一对应地设置在多个导轨上，多组降雨喷头分别一一对应地设置在多个降雨头连接板上；

多个限位开关组分别一一对应地设置在多个导轨上；每个限位开关组包括两个限位开关，每个限位开关组中的两个限位开关分别设置在一个导轨的两端；