三向拉压力‑高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置及方法与流程

本发明属于模拟试验技术领域，特别涉及一种三向拉压力-高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置及方法。

背景技术：

水工混凝土结构应力状态复杂，普遍处于三向受力状态，存在拉、压应力。应力状态与孔隙率息息相关，压应力较小时，混凝土孔隙封闭，抑制溶蚀作用，压应力较大或存在拉应力时，孔隙张开，加速溶蚀作用。水工混凝土长期与环境水作用，应力状态复杂，其溶蚀作用及侵蚀性离子（硫酸根、氯离子）等对结构的劣化作用不容忽视。复杂应力条件和高水力梯度同时作用下水工混凝土结构如面板、闸墩、混凝土坝体等的溶蚀劣化不可避免。因此研究水工混凝土在三向拉、压应力-高水力梯度耦合作用下的溶蚀劣化性能对于结构的安全运行和耐久性评价具有重要的意义。

水工混凝土长期处于高水头、高水力梯度和环境水作用，溶蚀劣化不可避免。国内外开展相对较多的是单向拉、压、弯曲荷载-化学耦合作用下的溶蚀劣化试验，有关三向拉、压应力作用下的混凝土溶蚀劣化性能研究相对较少。如何使水工混凝土试件长期处于稳定的拉、压应力状态是进行三向拉、压应力-高水力梯度耦合作用下溶蚀试验的难点。相关试验方法和装置尚未见报道。

技术实现要素：

为了解决现有技术中不能同时在持续的三向拉、压应力状态和高水力梯度状态下研究水工混凝土化学侵蚀特性的问题，本发明提供一种三向拉压力-高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置及方法，该装置和方法可以在长期恒定三向拉、压应力和高水力梯度作用下测试侵蚀对水工混凝土性能的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种三向拉压力-高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置，包括溶液室、密封室和溶蚀室，所述溶液室内设置有密封室，密封室内设置有溶蚀室；

所述溶蚀室包括混凝土标准试件1和分别位于其顶部和底部的顶部透水石10和底部透水石9，

所述密封室包括密封室钢板13，密封室钢板13的底部固定于溶液室内的底面上，所述密封室钢板13的外侧壁顶部通过密封室支架23连接溶液室内侧壁；

所述溶液室顶部设置有进水口26、轴压杆28和水压传感器26，

其中：所述底部透水石9通过其底部的基座8安装于溶液室内的底面上，所述密封室钢板13的底部也安装于溶液室内的底面上，所述基座8、底部透水石9、混凝土标准试件1和顶部透水石10外包裹有高弹性橡胶管2，

所述混凝土标准试件1外高弹性橡胶管2两个相对的侧壁为拉力面，所述混凝土标准试件1外高弹性橡胶管2另外两个相对的侧壁为压力面；所述拉力面上设置有拉力钢板3和拉力螺栓18，所述拉力螺栓18一端穿过拉力钢板3抵住混凝土标准试件1，拉力螺栓18的另一端抵住密封室钢板13的内侧壁，所述压力面上通过软钢垫层4连接压力钢板5，所述软钢垫层4和压力钢板5通过压力螺栓6固定于高弹性橡胶管2的压力面上，

所述密封室钢板13顶部与高弹性橡胶管2相接，且密封室钢板13与高弹性橡胶管2及其之间的底面将密封室分隔为独立的空间，所述顶部透水石10顶设置有加载壳30，所述加载壳30与轴压杆28的位置相对应，所述轴压杆28内置轴压传感器29。

进一步的，所述高弹性橡胶管2与密封室钢板13的接缝处通过乳胶密封，所述高弹性橡胶管2顶部的内侧设置有凹槽，凹槽内设置有与凹槽相匹配的密封室止水钢板16，凹槽外壁设置有凹槽相匹配的密封室顶部止水橡皮14，所述密封室止水钢板16、高弹性橡胶管2和密封室顶部止水橡皮14依次通过密封室顶部螺栓17固定连接。

进一步的，所述溶液室的底部为底板11，顶部为顶板24，底板11与顶板24之间由侧板连接，所述顶板24与侧板的相接处安装有密封橡胶27，所述进水口26、轴压杆8和水压传感器26均通过顶板24伸入溶液室内，所述底部透水石9下方的底板11上设置有溶蚀室排水管19，所述密封室外的底板11上设置有溶液室排水管21。

进一步的，所述高弹性橡胶管2的拉力面上设置有预留孔，所述拉力钢板3通过预留孔采用结构胶与混凝土标准试件1粘结，所述软钢垫层4通过结构胶与高弹性橡胶管2的压力面粘结，所述软钢垫层4和压力钢板5通过压力螺栓6固定连接，所述拉力螺栓18上安装有拉力传感器7，压力螺栓6上安装有压力传感器。

进一步的，所述进水口26上设置有进水阀门25，所述溶蚀室排水管19上设置有溶蚀室排水管阀门20，所述溶液室排水管21上设置有溶液室排水管阀门22。

进一步的，所述密封室钢板13的底部与底板11之间设置有密封室底部止水橡皮12，密封室钢板13与底板11之间通过若干个密封室底部螺栓15固定。

进一步的，所述加载壳30的顶部设置有一凹槽，所述轴压杆28下压时落入凹槽内；所述轴压杆28为一根中空管，其中设置有轴压传感器29，轴压传感器29随轴压杆28伸入溶液室内。

进一步的，所述溶液室内底板11上设置有三组基座8，每组基座8对应一组密封室和溶蚀室及其他相对应的部件，同时进行三组试验。

进一步的，自进水口26向溶液室内输入侵蚀溶液；所述侵蚀溶液为硫酸钠、硫酸镁、氯化钠、氯化镁中的一种溶液或几种溶液的混合液。

一种三向拉压力-高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，制作混凝土标准试件：按照规范要求制作混凝土标准试件，在室温环境中成型并养护至28天；

第二步，混凝土标准试件密封：沿着混凝土标准试件的轴向在其外包裹高弹性橡胶管2，高弹性橡胶管2拉力面两侧采用结构胶粘结拉力钢板3，高弹性橡胶管的压力面两侧粘贴软钢垫层4及压力钢板5，限定渗流通道由混凝土标准试件顶部流向底部；

第三步，正向压预应力加载：将一端焊接在密封室钢板13的拉力螺栓18穿过高弹性橡胶管2上的预留孔，并旋紧拉力螺栓18给拉力钢板3施加拉力；同样采用压力螺栓6紧固压力面的压力钢板5，并旋紧压力螺栓给混凝土标准试件施加压应力；通过拉力传感器7监测预应力大小，直到指定荷载；

第四步，安装混凝土标准试件：在混凝土标准试件1顶部安装顶部透水石10，混凝土标准试件1底部安装底部透水石9，并底部透水石9安置在密封室内的基座8上，其中高弹性橡胶管自下而上包裹于基座8、底部透水石9、混凝土标准试件1和顶部透水石10外；

第五步，组装密封室：首先在底板11上表面的凹槽内装密封室底部止水橡皮12，然后将密封室钢板13的底面扣于密封室底部止水橡皮12上面，密封室底部止水橡皮12顶面凸起伸入密封室钢板13底面的凹槽，并用密封室底部螺栓15固定；完成后将高弹性橡胶管顶部内侧的凹槽内安装密封室止水钢板，凹槽为安装密封室顶部止水橡皮，并采用密封室顶部螺栓固定；密封室内部与外部侵蚀溶液隔离，防止拉力、压力螺栓侵蚀而导致预紧力损失和螺栓上的拉力、压力传感器失效；

第六步，反向预紧力施加：拉力螺栓18的一端穿过拉力钢板3，拉力螺栓18的另一端旋紧固定在密封室钢板13的内侧壁上，施加反向预紧力到指定值；

第七步，安装溶液室：溶液室侧板分别与顶板24和底板11相接，侧板内壁通过密封室支架23与密封室钢板13相接，顶板24上插入有进水口26、水压传感器26和内置轴压传感器29的轴压杆28，轴压传感器29用于监测纵向压应力值，所述轴压杆28与加载壳30上的凹槽相对应；溶蚀室内对应的底板11上设置有溶蚀室排水管19，密封室外对应的底板11上设置有溶液室排水管21；

第八步，注入侵蚀溶液：关闭溶液室排水管阀门22，打开溶蚀室排水管阀门20和进水阀门25，注入试验用侵蚀溶液，并加压，水压传感器31监测溶液室内溶液压力，直至达到需要的高水力梯度；

第九步，补充溶液压力和正反向预紧力：当水压传感器和拉、压力传感器监测到溶液室和密封室内溶液压力损失超过设定值，则通过进水阀门注入侵蚀溶液，补充溶液压力，若密封室内压力、拉力螺栓预紧力损失超过设定值，打开溶蚀室排水管阀门，放出侵蚀介质，然后打开密封室，用扭矩扳手补充预紧力到指定值，然后密封，重新注入侵蚀介质继续溶蚀试验；

第十步，补充溶液压力：当水压传感器26监测到溶液室内溶液压力损失超过预定值时，由进水阀门25补充压力溶液到指定压强，继续进行试验；

第十一步，补充轴压：当轴压传感器29监测到轴向压力损失超过允许值，采用扭矩扳手旋紧轴压杆28，补充轴向压力到指定值，继续施加轴压进行试验；

第十二步，补充预紧力：当拉、压力向传感器监测到压力面和拉力面的拉、压应力损失超过许可值时，进行补充预紧力，首先打开溶液室排水阀门22，放空侵蚀溶液，然后打开密封室，旋紧压力、拉力螺栓至需要预紧力，并重新密封；关闭溶液室底板阀门22，并重新注入侵蚀溶液，继续进行溶蚀试验。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明可以对水工混凝土持续施加三向拉、压应力，又可提供高水力梯度化学侵蚀环境，可以方便进行三向拉、压应力-高水力梯度耦合作用下水工混凝土溶蚀劣化试验。

2、水平向通过正反向预紧力对混凝土施加恒定两向拉压应力，通过加载轴施加竖向压应力，提供三向压应力环境。加载方式占用空间小，经济实用且可重复加载，优势显著。

3、通过拉力、压力螺栓拉、压力传感器来实时监测试件应力，通过加载轴内部压力传感器监测竖向压应力，在预紧力衰退时，采用扭矩扳手来补充预紧力，维持荷载恒定。

4、压力钢板与混凝土试件间设置软钢垫板，垫板刚度小于压力钢板又大于橡胶，可将压力钢板的挤压力均匀传递给橡胶管和试件。每个压力钢板接受四根压力螺栓传递过来的紧固力，中间存在较大弯矩和挠曲变形，导致荷载承受的不是均匀压应力。通过添加软钢垫层，可有效避免应力集中现象。

5、侵蚀性溶液与压力、拉力螺栓接触会导致预紧力严重损失。因此，通过设置密封室，将压力、拉力螺栓及拉、压力传感器和侵蚀溶液分离开，保证加载装置和传感器安全，提高持荷稳定性。

6、溶液室由底板、侧板和顶板组成，底部设置溶蚀室排水孔、溶液室排水孔，顶部设置进水孔、轴压杆，用来存放高压侵蚀溶液和施加轴向压力。底板上共设置三处基座，可同时进行三组不同应力状态下高水力梯度水工混凝土溶蚀试验。

7、顶板上设有水压传感器，用以监测密封箱内水压力，在水压损失超过允许值时可补充压力侵蚀溶液。

8、密封室钢板的底部与底板之间设置有密封室底部止水橡皮，密封室钢板的底部与底板的连接处各自设置有凹槽，并在其中填充密封室底部止水橡皮，再采用螺栓固定，可增大渗径，增强防渗效果，中部设有螺栓孔，用以固定底部螺栓。

9、本装置可以进行不同三向拉、压应力状态高水力梯度下的水工混凝土溶蚀试验，可根据需要调整高强螺栓预紧力大小以及轴压大小以模拟试件复杂的应力状态。

10、本装置可以进行不同水力梯度下的渗透溶蚀试验，通过在密封箱内注入不同压力溶液，并采用水压传感器和底部排水阀门监控压力大小，得到可调控的水力梯度。

11、通过在密封箱内提供不同溶液，本装置可以实现三向拉、压应力-高水力梯度-硫酸盐侵蚀耦合、三向拉、压应力-高水力梯度-氯盐侵蚀耦合、三向拉、压应力-高水力梯度-溶蚀耦合及三向拉、压应力-高水力梯度-多种化学作用耦合下水工混凝土劣化试验。

本发明是一种既可以长期保持不同三向拉、压应力又可以提供不同水力梯度和不同化学侵蚀物质作用的技术性好且经济的装置。该装置可以同时提供长期恒定压力作用、高水力梯度作用和化学侵蚀作用，也可根据需要调整不同方向应力大小、应力水平、水力梯度和化学作用水平。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视图；

图3是图2中的局部结构放大图；

其中，1-混凝土标准试件，2-高弹性橡胶管，3-拉力钢板，4-软钢垫层，5-压力钢板，6-压力螺栓，7-拉力传感器，8-基座，9-底部透水石，10-顶部透水石，11-底板，12-密封室底部止水橡皮，13-密封室钢板，14-密封室顶部止水橡皮，15-密封室底部螺栓，16-密封室止水钢板，17-密封室顶部螺栓，18-拉力螺栓，19-溶蚀室排水管，20-溶蚀室排水管阀门，21-溶液室排水管，22-溶液室排水管阀门，23-密封室支架，24-顶板，25-进水阀门，26-水压传感器，27-密封橡胶，28-轴压杆，29-轴压传感器，30-加载壳。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-3所示，一种三向拉压力-高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置，包括溶液室、密封室和溶蚀室，所述溶液室内设置有密封室，密封室内设置有溶蚀室；

所述溶蚀室包括混凝土标准试件1和分别位于其顶部和底部的顶部透水石10和底部透水石9，

所述密封室包括密封室钢板13，密封室钢板13的底部固定于溶液室内的底面上，所述密封室钢板13的外侧壁顶部通过密封室支架23连接溶液室内侧壁；

所述溶液室顶部设置有进水口26、轴压杆28和水压传感器26，

其中：所述底部透水石9通过其底部的基座8安装于溶液室内的底面上，所述密封室钢板13的底部也安装于溶液室内的底面上，所述基座8、底部透水石9、混凝土标准试件1和顶部透水石10外包裹有高弹性橡胶管2，

所述混凝土标准试件1外高弹性橡胶管2两个相对的侧壁为拉力面，所述混凝土标准试件1外高弹性橡胶管2另外两个相对的侧壁为压力面；所述拉力面上设置有拉力钢板3和拉力螺栓18，所述拉力螺栓18一端穿过拉力钢板3抵住混凝土标准试件1，拉力螺栓18的另一端抵住密封室钢板13的内侧壁，一个拉力面上设置有上下两组拉力螺栓18，所述压力面上通过软钢垫层4连接压力钢板5，所述软钢垫层4和压力钢板5通过压力螺栓6固定于高弹性橡胶管2的压力面上，一个压力面上设置有上下两组压力螺栓6，

所述密封室钢板13顶部与高弹性橡胶管2相接，且密封室钢板13与高弹性橡胶管2及其之间的底面将密封室分隔为独立的空间，所述顶部透水石10顶设置有加载壳30，所述加载壳30与轴压杆28的位置相对应，所述轴压杆28内置轴压传感器29。

本发明通过拉力、压力螺栓正、反向预紧力给混凝土加载长期拉、压应力，在纵向通过加载杆施加竖向压应力以使试件处于三向应力状态进行溶蚀试验，拉力钢板通过结构胶与混凝土试件粘结，压力钢板下设软钢垫层，以保证压力可均匀传递给试件，并采用拉、压力传感器监测溶蚀过程中预紧力的损失情况并适时调整。

所述高弹性橡胶管2与密封室钢板13的接缝处通过乳胶密封，所述高弹性橡胶管2顶部的内侧设置有凹槽，凹槽内设置有与凹槽相匹配的密封室止水钢板16，凹槽外壁设置有凹槽相匹配的密封室顶部止水橡皮14，所述密封室止水钢板16、高弹性橡胶管2和密封室顶部止水橡皮14依次通过密封室顶部螺栓17固定连接，即密封室顶部止水橡皮14抵住密封室钢板13，密封室顶部止水橡皮14和密封室止水钢板16共同保证了密封室的独立性，侵蚀溶液不会进入密封室，从而保护了压力、拉力螺栓及相对应的传感器。

所述溶液室的底部为底板11，顶部为顶板24，底板11与顶板24之间由侧板连接，所述顶板24与侧板的相接处安装有密封橡胶27，所述进水口26、轴压杆8和水压传感器26均通过顶板24伸入溶液室内，所述底部透水石9下方的底板11上设置有溶蚀室排水管19，所述密封室外的底板11上设置有溶液室排水管21。

所述高弹性橡胶管2的拉力面上设置有预留孔，所述拉力钢板3通过预留孔采用结构胶与混凝土标准试件1粘结，所述软钢垫层4通过结构胶与高弹性橡胶管2的压力面粘结，所述软钢垫层4和压力钢板5通过压力螺栓6固定连接，所述拉力螺栓18上安装有拉力传感器7，压力螺栓6上安装有压力传感器。

所述进水口26上设置有进水阀门25，所述溶蚀室排水管19上设置有溶蚀室排水管阀门20，所述溶液室排水管21上设置有溶液室排水管阀门22。

所述密封室钢板13的底部与底板11之间设置有密封室底部止水橡皮12，密封室钢板13与底板11之间通过若干个密封室底部螺栓15固定。

所述加载壳30的顶部设置有一凹槽，所述轴压杆28下压时落入凹槽内；所述轴压杆28为一根中空管，其中设置有轴压传感器29，轴压传感器29随轴压杆28伸入溶液室内。

所述溶液室内底板11上设置有三组基座8，每组基座8对应一组密封室和溶蚀室及其他相对应的部件，同时进行三组试验。

自进水口26向溶液室内输入侵蚀溶液；所述侵蚀溶液为硫酸钠、硫酸镁、氯化钠、氯化镁中的一种溶液或几种溶液的混合液。

一种三向拉压力-高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，制作混凝土标准试件：按照规范要求制作混凝土标准试件，在室温环境中成型并养护至28天；

第二步，混凝土标准试件密封：沿着混凝土标准试件的轴向在其外包裹高弹性橡胶管2，高弹性橡胶管2拉力面两侧采用结构胶粘结拉力钢板3，高弹性橡胶管的压力面两侧粘贴软钢垫层4及压力钢板5，限定渗流通道由混凝土标准试件顶部流向底部；

第三步，正向压预应力加载：将一端焊接在密封室钢板13的拉力螺栓18穿过高弹性橡胶管2上的预留孔，并旋紧拉力螺栓18给拉力钢板3施加拉力；同样采用压力螺栓6紧固压力面的压力钢板5，并旋紧压力螺栓给混凝土标准试件施加压应力；通过拉力传感器7监测预应力大小，直到指定荷载；

第四步，安装混凝土标准试件：在混凝土标准试件1顶部安装顶部透水石10，混凝土标准试件1底部安装底部透水石9，并底部透水石9安置在密封室内的基座8上，其中高弹性橡胶管自下而上包裹于基座8、底部透水石9、混凝土标准试件1和顶部透水石10外；

第五步，组装密封室：首先在底板11上表面的凹槽内装密封室底部止水橡皮12，然后将密封室钢板13的底面扣于密封室底部止水橡皮12上面，密封室底部止水橡皮12顶面凸起伸入密封室钢板13底面的凹槽，并用密封室底部螺栓15固定；完成后将高弹性橡胶管顶部内侧的凹槽内安装密封室止水钢板，凹槽为安装密封室顶部止水橡皮，并采用密封室顶部螺栓固定；密封室内部与外部侵蚀溶液隔离，防止拉力、压力螺栓侵蚀而导致预紧力损失和螺栓上的拉力、压力传感器失效；

第六步，反向预紧力施加：拉力螺栓18的一端穿过拉力钢板3，拉力螺栓18的另一端旋紧固定在密封室钢板13的内侧壁上，施加反向预紧力到指定值；其拉应力采用拉力螺栓反向预紧力施加给混凝土，拉力螺栓一端固定在密封室钢板上，另一端穿过拉力钢板，通过螺母连接。受拉侧密封室钢板一方面起密封作用，将内部拉力螺栓、传感器等与侵蚀溶液分隔开，另一方面作为反向预紧力的反力架，受拉侧两片密封钢板相互支撑，使结构保持稳定。拉力钢板与混凝土面板试件间通过结构胶来连接，结构胶一方面起连接作用，在施加反向预紧力后，使混凝土面板试件承受均匀拉应力，另一方面，结构胶可封闭混凝土面板试件微孔隙，防止侵蚀溶液从混凝土面板试件受拉侧渗出，和高弹橡胶管联合作用，限定渗流方向为从混凝土面板试件顶部到底部，以施加高水力梯度作用。

第七步，安装溶液室：溶液室侧板分别与顶板24和底板11相接，侧板内壁通过密封室支架23与密封室钢板13相接，顶板24上插入有进水口26、水压传感器26和内置轴压传感器29的轴压杆28，轴压传感器29用于监测纵向压应力值，所述轴压杆28与加载壳30上的凹槽相对应；溶蚀室内对应的底板11上设置有溶蚀室排水管19，密封室外对应的底板11上设置有溶液室排水管21；

第八步，注入侵蚀溶液：关闭溶液室排水管阀门22，打开溶蚀室排水管阀门20和进水阀门25，注入试验用侵蚀溶液，并加压，水压传感器31监测溶液室内溶液压力，直至达到需要的高水力梯度；

第九步，补充溶液压力和正反向预紧力：当水压传感器和拉、压力传感器监测到溶液室和密封室内溶液压力损失超过设定值，则通过进水阀门注入侵蚀溶液，补充溶液压力，若密封室内压力、拉力螺栓预紧力损失超过设定值，打开溶蚀室排水管阀门，放出侵蚀介质，然后打开密封室，用扭矩扳手补充预紧力到指定值，然后密封，重新注入侵蚀介质继续溶蚀试验；

第十步，补充溶液压力：当水压传感器26监测到溶液室内溶液压力损失超过预定值时，由进水阀门25补充压力溶液到指定压强，继续进行试验；

第十一步，补充轴压：当轴压传感器29监测到轴向压力损失超过允许值，采用扭矩扳手旋紧轴压杆28，补充轴向压力到指定值，继续施加轴压进行试验；

第十二步，补充预紧力：当拉、压力向传感器监测到压力面和拉力面的拉、压应力损失超过许可值时，进行补充预紧力，首先打开溶液室排水阀门22，放空侵蚀溶液，然后打开密封室，旋紧压力、拉力螺栓至需要预紧力，并重新密封；关闭溶液室底板阀门22，并重新注入侵蚀溶液，继续进行溶蚀试验。

本发明公开了一种三向拉压力-高水力梯度作用混凝土溶蚀试验装置及方法。该方法通过正向预紧力对试件施加恒定压应力，采用受拉侧密封室钢板作为反力结构对粘结在试件表面拉力钢板及拉力螺栓施加反向预紧力实现恒定拉应力加载，纵向采用有保护外壳的加载杆施加轴向压应力，并采用拉、压力传感器监测溶蚀过程中试件的应力状态并适时补充预紧力和轴压力。使用结构胶密封试件受拉侧和高弹性橡胶管联合作用以限定压力溶液从试件顶部流入、底部流出，形成高水力梯度作用，采用水压传感器监测溶蚀过程中溶液室内侵蚀溶液压力并适时补充溶液维持压力稳定。溶液室内可提供硫酸盐、氯盐等一种或几种渗透溶蚀环境。该装置为串状结构，可同时进行三组试验。

本发明的试验原理：采用拉力、压力螺栓和拉力、压力钢板，通过施加正反向预紧力来模拟水工混凝土所承受水平两向拉压应力，由轴压加载杆，施加竖直向压应力，以模拟水工结构三向应力状态。为减小预紧力损伤，设置密封室，隔离侵蚀溶液和压力、拉力螺栓及应力计。压力侵蚀溶液由试件顶部透水石渗入，经混凝土试件到底部透水石，由此，形成高水力梯度渗透溶蚀环境。结合三向压应力状态，由此模拟三向拉压应力-高水力梯度耦合作用下水工混凝土的溶蚀劣化。在劣化过程中，压力溶液由顶部透水石经混凝土试件渗入底部透水石，最后从溶蚀室出水阀门流出。当溶液压力降低超过允许值，可由进水阀门补充压力溶液，维持高水力梯度条件。水平向预紧力损失超过允许值，则首先放空压力溶液，打开密封室并旋紧螺栓补充预紧力。再充入压力溶液完成试验。此装置采用拉力螺栓正反向预紧力来模拟试件水平向拉压应力，轴压加载杆模拟纵向应力，且通过封闭的密封室施加高水力梯度，模拟水工混凝土的复杂溶蚀条件。采用密封室装置，分离拉力、压力螺栓及传感器与侵蚀溶液接触，使预紧力衰减周期延长。在一套溶液室内进行三组试件加载，提高试验效率，减小试验周期，显著降低试验成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。