專利名稱：孔隙介質(zhì)材料的溫度-濕度-應(yīng)力-化學(xué)耦合試驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研究巖石和混凝土等孔隙介質(zhì)材料多場(chǎng)耦合作用的試驗(yàn)平臺(tái)，尤其是能開展孔隙介質(zhì)材料在周期性的溫度和濕度變化以及空氣中含有不同化學(xué)污染物(模擬受污染的大氣對(duì)材料的化學(xué)侵蝕作用)等環(huán)境條件下的流變力學(xué)試驗(yàn)研究。
背景技術(shù)：
實(shí)際工程中的巖石和混凝土等孔隙介質(zhì)材料處于復(fù)雜的物理化學(xué)環(huán)境中，受溫度、濕度、化學(xué)等多場(chǎng)的共同作用。濕度的變化，會(huì)使材料產(chǎn)生變形，其機(jī)理主要是濕度會(huì)改變材料毛細(xì)孔內(nèi)的張力和吸附力，進(jìn)而引起材料內(nèi)應(yīng)力的變化。溫度對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響，主要通過其熱力學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)。對(duì)于承受荷載的孔隙介質(zhì)材料，溫度的變化會(huì)在材料內(nèi)部 產(chǎn)生很大的應(yīng)力，進(jìn)而影響其力學(xué)行為。由溫度和濕度變化引起的變形在某些條件下，會(huì)在材料表面產(chǎn)生裂隙。材料的強(qiáng)度和變形與溫度和濕度的變化范圍和冷熱、干濕循環(huán)的加載速率有關(guān)。另外，受污染大氣中的某些化學(xué)物質(zhì)，會(huì)侵蝕和腐蝕材料，也會(huì)對(duì)材料造成損傷，從而降低材料的力學(xué)性能。這些化學(xué)物質(zhì)與材料發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而通過融解、沉淀和沉積作用，加速材料的劣化和破壞。而自然界中，巖石的風(fēng)化破碎、混凝土的老化，都是環(huán)境溫度、濕度和空氣中化學(xué)物質(zhì)等的物理化學(xué)綜合作用的結(jié)果。這些作用經(jīng)年累月，通過環(huán)境條件的不斷循環(huán)變化，最終破壞材料。對(duì)于此類問題，涉及到這樣幾個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容(I)應(yīng)力場(chǎng)一材料的長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)；(2)溫度和濕度場(chǎng)——溫度和濕度對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響；(3)化學(xué)場(chǎng)——大氣污染物對(duì)材料的化學(xué)侵蝕。要研究這些環(huán)境因素對(duì)材料的影響，就需要一個(gè)能夠模擬大氣環(huán)境條件和進(jìn)行力學(xué)加載的試驗(yàn)平臺(tái)。目前，能進(jìn)行材料多場(chǎng)耦合試驗(yàn)的儀器主要是巖石三軸流變力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，但只能進(jìn)行溫度和水滲流耦合條件下的力學(xué)試驗(yàn)。若增加化學(xué)耦合試驗(yàn)項(xiàng)目，則需預(yù)先用化學(xué)溶液浸泡試件。因而無法模擬化學(xué)物質(zhì)對(duì)材料的漸蝕過程，也無法模擬受污染的大氣環(huán)境對(duì)材料長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)的影響。為此，我們基于材料力學(xué)多場(chǎng)耦合研究的基本理論，提出一個(gè)能開展溫度和濕度變化以及在空氣中添加不同化學(xué)污染物的試驗(yàn)平臺(tái)，以模擬這些環(huán)境條件對(duì)材料的流變力學(xué)性質(zhì)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為孔隙介質(zhì)材料的長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)研究提供一個(gè)多場(chǎng)耦合試驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)利用一個(gè)可密閉的容器模擬受污染的大氣環(huán)境，并在此容器內(nèi)對(duì)試件進(jìn)行長(zhǎng)期力學(xué)試驗(yàn)，以研究其在特定的環(huán)境條件下的力學(xué)性質(zhì)。該平臺(tái)采用穩(wěn)定性高、獨(dú)立性強(qiáng)的測(cè)試手段，可以確保試驗(yàn)長(zhǎng)期連續(xù)不間斷的進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)間可持續(xù)3至5年。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種孔隙介質(zhì)材料的溫度-濕度-應(yīng)力-化學(xué)耦合試驗(yàn)平臺(tái)；包括密閉容器、承力構(gòu)架、力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述的承力結(jié)構(gòu)固定在所述的密閉容器上下兩端，所述的力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)包括加載裝置以及動(dòng)力裝置，所述的加載裝置設(shè)置在密閉容器內(nèi)，所述的環(huán)境模擬系統(tǒng)包括溫度模擬裝置和濕度模擬裝置，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集所述的力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)以及環(huán)境模擬系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，其特征在于所述的環(huán)境模擬系統(tǒng)還包括一化學(xué)模擬裝置，該化學(xué)模擬裝置包括一化學(xué)氣體發(fā)生器和輸氣管路，輸氣管路的出氣口連接至所述的密閉容器內(nèi)，在所述的密閉容器內(nèi)還設(shè)置有一用于監(jiān)測(cè)氣體成分和濃度的氣體分析儀。所述的氣體發(fā)生器包括化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐和儲(chǔ)氣罐，在化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐和儲(chǔ)氣罐之間設(shè)置有污染物儲(chǔ)存罐氣閥，所述的輸氣管路包括進(jìn)氣管和出氣管，在所述的進(jìn)氣管上設(shè)置有進(jìn)氣管風(fēng)扇和進(jìn)氣管氣閥，在所述的出氣管上設(shè)置有出氣管風(fēng)扇和出氣管氣閥，在所述的密閉容器上設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述的進(jìn)氣管出口與所述的進(jìn)氣口連接，所述的出氣口與所述的出氣口的進(jìn)口連接。
所述的承力結(jié)構(gòu)包括剛性上頂板和剛性下頂板，所述的剛性上頂板和剛性下頂板位于所述的密閉容器的上下兩端并通過螺栓固定連接。所述的密閉容器是一個(gè)由透明的耐腐蝕有機(jī)玻璃制作成的圓柱體圓柱體的下部是一開口向上的圓筒，圓筒的筒底與剛性下頂板的上底面連接；圓柱體的上部是一個(gè)圓形的蓋子，蓋子的底面與剛性上頂板的下底面相連接。所述的加載裝置包括剛性上壓頭、剛性下壓頭、試件軸向位移側(cè)頭、環(huán)向位移引伸計(jì)以及位移計(jì)，所述的試件軸向位移側(cè)頭固定在所述的剛性下壓頭上，所述的位移計(jì)固定在所述的剛性上壓頭上，所述的環(huán)向位移引伸計(jì)設(shè)置在試件上；所述的動(dòng)力裝置包括千斤頂以及油泵，所述的千斤頂與油泵通過油壓管道連接，在油壓管道上還設(shè)置有油壓表；所述的剛性下壓頭與所述的千斤頂連接。所述的溫度模擬裝置包括設(shè)置在密閉容器內(nèi)的溫度計(jì)以及電加熱元件；所述的濕度模擬裝置包括水槽以及與攪拌器連接的攪拌子，在水槽內(nèi)設(shè)置有過飽和鹽溶液以及顆粒鹽。本發(fā)明一孔隙介質(zhì)材料溫度-濕度-應(yīng)力-化學(xué)(THMC)耦合試驗(yàn)平臺(tái)，開展材料的多場(chǎng)耦合試驗(yàn)的步驟如下
[I]安裝試件、LVDT位移計(jì)和環(huán)向位移引伸計(jì)。調(diào)制過飽和鹽溶液，將其置于磁力攪拌器上，然后合上上頂板及可密閉容器上蓋，密閉容器。[2]連通氣體循環(huán)通路，打開管道上的風(fēng)扇，使空氣按照設(shè)計(jì)的流動(dòng)方向緩慢流動(dòng)，形成閉合的流動(dòng)環(huán)路。打開化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐的閥門，讓化學(xué)污染物(通常是氣體)流入儲(chǔ)氣罐，在風(fēng)扇的攪動(dòng)下，與原先流動(dòng)的空氣混合均勻。當(dāng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過紅外線吸收式氣體分析儀采集到的數(shù)據(jù)達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)值時(shí)，關(guān)閉化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐。[3]關(guān)閉氣體循環(huán)通路，使密閉容器內(nèi)的氣體與管道和儲(chǔ)氣罐中的氣體隔離。用PID微電腦溫控器控制加熱器加熱容器內(nèi)的氣體溫度至試驗(yàn)設(shè)計(jì)值。當(dāng)密閉容器內(nèi)的溫度穩(wěn)定后，用磁力攪拌器攪動(dòng)過飽和鹽溶液，使其發(fā)揮濕度控制的功能。在相應(yīng)的恒定溫度下，過飽和鹽溶液可以較精確地控制密閉容器內(nèi)氣體的濕度。[4]啟動(dòng)油泵，往試件底部安置的千斤頂內(nèi)注入液壓油，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的長(zhǎng)期力學(xué)加載。然后設(shè)定一個(gè)時(shí)間間隔，采集油壓表油壓、試件位移、氣體濕度、溫度和化學(xué)污染物成分及濃度等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是提供一個(gè)可以同時(shí)對(duì)試件施加力、溫度、濕度和化學(xué)氣體的操作空間，實(shí)時(shí)記錄材料的多場(chǎng)耦合演變過程。可以模擬大氣環(huán)境中的溫度、濕度變化和含化學(xué)物質(zhì)的氣體對(duì)材料長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)的影響。為材料力學(xué)多場(chǎng)耦合研究提供一個(gè)可行的試驗(yàn)平臺(tái)。


圖I是本發(fā)明的整體系統(tǒng)示意圖。附圖中1、試件；2、LVDT位移計(jì)；3、環(huán)向位移引伸計(jì)；4、剛性上壓頭；5、試件軸向位移測(cè)頭；6、剛性上壓頭底座；7、剛性下壓頭；8、千斤頂；9、油壓管道；10、數(shù)顯油壓表； 11、油泵；12、數(shù)顯相對(duì)濕度計(jì)；13、數(shù)顯溫度計(jì)；14、紅外線吸收式氣體分析儀；15、多通道數(shù)據(jù)采集儀；16、數(shù)據(jù)線；17、環(huán)狀電熱元件；18、PID微電腦溫控器；19、導(dǎo)線；20、圓形水槽；21、顆粒鹽；22、過飽和鹽溶液；23、攪拌子；24、磁力攪拌器；25、控制器及電源；26、密閉容器下圓筒；27、密閉容器上圓蓋；28、剛性上頂板；29、剛性下頂板；30、螺帽；31、螺桿；32、化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐；33、污染物儲(chǔ)藏罐氣閥；34、儲(chǔ)氣罐；35、進(jìn)氣管；36、進(jìn)氣管風(fēng)扇；37、進(jìn)氣管氣閥；38、進(jìn)氣口 ；39、出氣口 ；40、出氣管氣閥；41、出氣管；42、出氣管風(fēng)扇。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖I所示，本發(fā)明孔隙介質(zhì)材料THMC耦合試驗(yàn)平臺(tái)，由承力構(gòu)架、力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。其中，力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的長(zhǎng)期力學(xué)加載；環(huán)境模擬系統(tǒng)是一個(gè)可密閉的容器，在其中實(shí)現(xiàn)設(shè)定的環(huán)境條件一溫度、濕度和氣體的化學(xué)成分與濃度；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采集并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)的功能，包括溫度、相對(duì)濕度、化學(xué)成分和濃度、試件的變形量和承受的荷載。[I]承力構(gòu)架，由鋼材制作而成，形成試驗(yàn)機(jī)的外圍構(gòu)造。主要通過剛性上頂板28和鋼芯下頂板29和連接的螺栓，起到為力學(xué)加載提供反力的功能。[2]力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)是一個(gè)構(gòu)造和原理與巖石單軸壓縮試驗(yàn)機(jī)基本相同的力學(xué)試驗(yàn)機(jī)。核心是一個(gè)可提供長(zhǎng)期穩(wěn)定荷載的油泵11和千斤頂8。[3]環(huán)境模擬系統(tǒng)的功能是在一個(gè)可密閉的容器內(nèi)提供試驗(yàn)所需要的環(huán)境條件。環(huán)境模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是這樣的。用輸氣管路連接儲(chǔ)氣罐和密閉容器。在氣體循環(huán)管道上安裝控制氣體流通的開關(guān)(閥門)和促使氣體按照一定方向流動(dòng)的風(fēng)扇。這樣就形成了氣體的循環(huán)通路。溫控裝置為密閉容器內(nèi)的氣體升溫和保持溫度恒定。盛有過飽和鹽(各種化學(xué)鹽類)溶液的水槽放置于可密閉的容器內(nèi)，使用下置的磁力攪拌器，攪動(dòng)溶液。通過溫控和鹽的種類的變換，可實(shí)現(xiàn)相對(duì)濕度值的控制?；瘜W(xué)污染物儲(chǔ)藏罐為試驗(yàn)提供需要的化學(xué)物質(zhì)。[4]所述可密閉容器由上下兩部分組成。下部是一開口向上的圓筒，筒底與剛性下頂板的上底面相連接；上部是一個(gè)圓形蓋子，其底面與剛性上頂板的下底面相連接。當(dāng)合上剛性上頂板的時(shí)候，蓋子與圓筒合在一起，形成一個(gè)密閉容器。在蓋子的圓周上有一個(gè)圓圈刻槽，刻槽上安裝一個(gè)橡膠圈。合上蓋子后，橡膠圈可起到密閉作用，使容器內(nèi)氣體無法外泄。制作圓筒和蓋子的材料是透明的耐腐蝕有機(jī)玻璃。[5]所述儲(chǔ)氣罐是一個(gè)中空的密閉圓柱體，也是由透明耐腐蝕有機(jī)玻璃材料制作而成。在兩端面上，各有一個(gè)孔口接頭與氣體循環(huán)管道相連。在柱面上有一個(gè)孔口接頭，與化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐相連。[6]所述化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐是一容積與密閉容器相當(dāng)?shù)目擅荛]容器，也是由透明耐腐蝕有機(jī)玻璃材料制作而成。在容器內(nèi)盛放污染物。開啟化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐與儲(chǔ)氣罐之間的孔口接頭之后，可以向儲(chǔ)氣罐內(nèi)釋放污染物。[7]所述溫控裝置是一個(gè)類似于烤箱的裝置，由內(nèi)外兩部分組成電熱元件和PID微電腦溫控器。電熱元件使用的是與試驗(yàn)室的烤箱相同的元件，安裝在剛性下壓頭上，分為上下兩只，均是圓環(huán)形的，環(huán)繞在試件之外，這樣可以起到均勻加熱的作用。PID微電腦溫控器則安裝在密閉容器之外，它的作用是控制電熱元件的工作。溫度控制的范圍是(T40°C。
[8]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集儀。記錄試件的力學(xué)量(試件承受的荷載和試件發(fā)生的位移)，記錄試驗(yàn)的環(huán)境數(shù)據(jù)(相對(duì)濕度、溫度和氣體的化學(xué)成分和濃度)。實(shí)施例I :
[1]首先米用鉆孔機(jī)從大塊的砂巖巖石中抽取巖芯，將巖芯切割，并作端面打磨處理，制作成標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試件I;
[2]將試件I安裝在剛性下壓頭7上，在試件I中部安裝環(huán)向位移引伸計(jì)3，然后安裝剛性上壓頭4和LVDT位移計(jì)2，使LVDT位移計(jì)的測(cè)桿觸頭與試件軸向位移測(cè)頭5相接觸，通過LVDT位移計(jì)2測(cè)量試件I的軸向變形，通過環(huán)向位移引伸計(jì)3測(cè)量試件I的環(huán)向變形；
[3]接通相對(duì)濕度計(jì)12、溫度計(jì)13、紅外線吸收式氣體分析儀14、引伸計(jì)3、LVDT位移計(jì)2和油壓表9與多通道數(shù)據(jù)采集儀15間的數(shù)據(jù)線16，保證采集儀能正常顯示并保存數(shù)據(jù)；
[4]在圓形水槽20內(nèi)配制氯化鈉(NaCl)過飽和鹽溶液22，在水槽的底部有一些未被溶解的顆粒鹽21。攪拌子23放入過飽和溶液中，然后將水槽放置于密閉容器26中早已固定安置的磁力攪拌器24上。磁力攪拌器的控制器及電源25安置在密閉容器外。接通控制器及電源，檢查并確保磁力攪拌器能夠正常工作。然后關(guān)閉電源；
[5]安裝剛性上頂板28和密閉容器上圓蓋27，用螺帽30旋緊螺栓31，封閉容器；
[6]打開進(jìn)氣管35上的進(jìn)氣管氣閥37和出氣管41上的出氣管氣閥40，以及進(jìn)氣管風(fēng)扇36和出氣管風(fēng)扇42，使氣體在封閉的環(huán)路中流動(dòng)；
[7]打開化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐32的污染物儲(chǔ)藏罐氣閥33，使預(yù)先儲(chǔ)存在化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐32內(nèi)的高純度二氧化碳CO2流入儲(chǔ)氣罐34中，經(jīng)過進(jìn)氣管風(fēng)扇36和出氣管風(fēng)扇42的攪動(dòng)，最終使得整個(gè)通路上的CO2濃度均一；
[8]當(dāng)通過紅外線吸收式氣體分析儀14采集到的CO2濃度達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)值(IOppm)時(shí)，關(guān)閉化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐氣閥33，關(guān)閉進(jìn)氣管風(fēng)扇36和出氣管風(fēng)扇42，關(guān)閉進(jìn)氣管氣閥37和出氣管氣閥40，使密閉容器內(nèi)的氣體與其他部分的氣體隔離；
[9]用PID微電腦溫控器18設(shè)置試驗(yàn)溫度值35°C。溫控器通過與導(dǎo)線19控制環(huán)狀電熱元件17的工作,使其對(duì)密閉容器內(nèi)的氣體加熱并保持溫度值恒定；
[10]接通磁力攪拌器的控制器及電源25，設(shè)置磁力攪拌器的工作溫度35°C和調(diào)節(jié)攪拌子23的攪動(dòng)速率，使其緩慢攪動(dòng)溶液。經(jīng)過一段時(shí)間的加熱和攪動(dòng)，最終相對(duì)濕度計(jì)12上測(cè)得的相對(duì)濕度值達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定值(74. 5^75. 5%)時(shí)，停止攪動(dòng)。只要維持電熱元件和磁力攪拌器的工作溫度恒定，即可通過過飽和NaCl溶液，確保可密閉容器內(nèi)氣體的相對(duì)濕度值恒定。也可以通過這兩個(gè)溫度值的同步變化，來改變密閉容器內(nèi)的濕度環(huán)境；
[11]待密閉容器內(nèi)的環(huán)境條件穩(wěn)定之后——多通道數(shù)據(jù)采集儀15采集到的溫度值、相對(duì)濕度值和氣體成分與濃度值穩(wěn)定后，開始采集并保存各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)(軸向和環(huán)向位移、溫度、相對(duì)濕度、氣體成分和濃度)。采集數(shù)據(jù)的頻率(設(shè)置為每秒采集一次);
[12]啟動(dòng)油泵11，通過油泵與密閉容器內(nèi)安裝的千斤頂8之間的油壓管道9，往千斤頂內(nèi)充油。在油壓的作用下，剛性下壓頭7逐漸抬升，使剛性上壓頭4與剛性上壓頭底座6 充分接觸。此時(shí)安裝在油壓管道9上的油壓表10就會(huì)有讀數(shù)；
[13]待油壓表10的讀數(shù)達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)值(5MPa)時(shí)，完成對(duì)試件的瞬時(shí)力學(xué)加載。然后關(guān)閉油泵，并確保油壓表讀數(shù)長(zhǎng)時(shí)間恒定，從此開始對(duì)試件施加長(zhǎng)期穩(wěn)定荷載。通過剛性下壓頭7在千斤頂8油缸內(nèi)的底面積的大小，可換算出與油壓表10讀數(shù)(5MPa)相對(duì)應(yīng)的作用在試件上的荷載大小，進(jìn)而計(jì)算出作用在試件上的應(yīng)力大??；
[14]開始對(duì)試件施加長(zhǎng)期穩(wěn)定荷載，調(diào)整多通道數(shù)據(jù)采集儀15采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)的頻率(每30分鐘采集并記錄一次數(shù)據(jù))。主要目的是監(jiān)測(cè)各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化。
權(quán)利要求
1.一種孔隙介質(zhì)材料的溫度-濕度-應(yīng)力-化學(xué)耦合試驗(yàn)平臺(tái)；包括密閉容器、承力構(gòu)架、力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述的承力結(jié)構(gòu)固定在所述的密閉容器上下兩端，所述的力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)包括加載裝置以及動(dòng)力裝置，所述的加載裝置設(shè)置在密閉容器內(nèi)，所述的環(huán)境模擬系統(tǒng)包括溫度模擬裝置和濕度模擬裝置，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集所述的力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)以及環(huán)境模擬系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，其特征在于所述的環(huán)境模擬系統(tǒng)還包括一化學(xué)模擬裝置，該化學(xué)模擬裝置包括一化學(xué)氣體發(fā)生器和輸氣管路，輸氣管路的出氣口連接至所述的密閉容器內(nèi)，在所述的密閉容器內(nèi)還設(shè)置有一用于監(jiān)測(cè)氣體成分和濃度的氣體分析儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述的氣體發(fā)生器包括化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐和儲(chǔ)氣罐，在化學(xué)污染物儲(chǔ)藏罐和儲(chǔ)氣罐之間設(shè)置有污染物儲(chǔ)存罐氣閥，所述的輸氣管路包括進(jìn)氣管和出氣管，在所述的進(jìn)氣管上設(shè)置有進(jìn)氣管風(fēng)扇和進(jìn)氣管氣閥，在所述的出氣管上設(shè)置有出氣管風(fēng)扇和出氣管氣閥，在所述的密閉容器上設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述的進(jìn)氣管出口與所述的進(jìn)氣口連接，所述的出氣口與所述的出氣口的進(jìn)口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述的承力結(jié)構(gòu)包括剛性上頂板和剛性下頂板，所述的剛性上頂板和剛性下頂板位于所述的密閉容器的上下兩端并通過螺栓固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述的密閉容器是一個(gè)由透明的耐腐蝕有機(jī)玻璃制作成的圓柱體圓柱體的下部是一開口向上的圓筒，圓筒的筒底與剛性下頂板的上底面連接；圓柱體的上部是一個(gè)圓形的蓋子，蓋子的底面與剛性上頂板的下底面相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述的加載裝置包括剛性上壓頭、剛性下壓頭、試件軸向位移側(cè)頭、環(huán)向位移引伸計(jì)以及位移計(jì)，所述的試件軸向位移側(cè)頭固定在所述的剛性下壓頭上，所述的位移計(jì)固定在所述的剛性上壓頭上，所述的環(huán)向位移引伸計(jì)設(shè)置在試件上；所述的動(dòng)力裝置包括千斤頂以及油泵，所述的千斤頂與油泵通過油壓管道連接，在油壓管道上還設(shè)置有油壓表；所述的剛性下壓頭與所述的千斤頂連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的試驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述的溫度模擬裝置包括設(shè)置在密閉容器內(nèi)的溫度計(jì)以及電加熱元件；所述的濕度模擬裝置包括水槽以及與攪拌器連接的攪拌子，在水槽內(nèi)設(shè)置有過飽和鹽溶液以及顆粒鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孔隙介質(zhì)材料的溫度-濕度-應(yīng)力-化學(xué)耦合試驗(yàn)平臺(tái)；包括密閉容器、承力構(gòu)架、力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，承力結(jié)構(gòu)固定在密閉容器上下兩端，力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)包括加載裝置以及動(dòng)力裝置，加載裝置設(shè)置在密閉容器內(nèi)，環(huán)境模擬系統(tǒng)包括溫度模擬裝置和濕度模擬裝置，環(huán)境模擬系統(tǒng)還包括一化學(xué)模擬裝置，該化學(xué)模擬裝置包括一化學(xué)氣體發(fā)生器和輸氣管路，輸氣管路的出氣口連接至密閉容器內(nèi)，在密閉容器內(nèi)還設(shè)置有一用于監(jiān)測(cè)氣體成分和濃度的氣體分析儀?？梢阅M大氣環(huán)境中的溫度、濕度變化和含化學(xué)物質(zhì)的氣體對(duì)材料長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)的影響。為材料力學(xué)多場(chǎng)耦合研究提供一個(gè)可行的試驗(yàn)平臺(tái)。
文檔編號(hào)G01N3/12GK102944478SQ20121045157
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者徐衛(wèi)亞, 王如賓, 蘇昆, 張久長(zhǎng), 孟慶祥, 王偉, 顧錦鍵, 張強(qiáng) 申請(qǐng)人:河海大學(xué)