專利名稱：一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測量混凝土試件在三軸中兩軸 承受壓力，另一軸承受拉力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度的加載測試裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鄉(xiāng)均在進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)。建筑施工中會(huì)用到砌塊、混凝土 等材料。而這些材料也將最終影響建筑的質(zhì)量?，F(xiàn)經(jīng)常發(fā)生建筑物因施工質(zhì)量問題出現(xiàn)裂 縫、墻體脫落、傾斜甚至倒塌。為了避免事后的“豆腐渣”工程的出現(xiàn)，在施工前或施工過程 中對砌塊、混凝土等材料進(jìn)行檢測是非常重要的，可以較大程度提高工程施工質(zhì)量。實(shí)際工程中的混凝土結(jié)構(gòu)大多處于多軸應(yīng)力狀態(tài)，但目前國際上還沒有混凝土多 軸試驗(yàn)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致對混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論均是按單軸應(yīng)力狀態(tài)設(shè)計(jì)的，說明理論 研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工程實(shí)際發(fā)展的需要，其中最重要的原因是作為基礎(chǔ)研究的試驗(yàn)方法還 停留在混凝土單軸應(yīng)力狀態(tài)的試驗(yàn)研究，還沒有有效的多軸和/或復(fù)合(拉-壓)應(yīng)力狀 態(tài)的混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法。另外，砌塊、混凝土等材料在建筑物中受壓破壞的情況是最常見的，現(xiàn)行的測試方 式通常直接將試件放入壓力機(jī)中，單軸向施加壓力，通過讀取壓力機(jī)的內(nèi)部液體壓力來間 接的得到作用于試件的壓力有效荷載值。但是，液壓油由油泵和增壓器的升壓，經(jīng)導(dǎo)油管和 閥門時(shí)有油壓損失，各處的油壓并非常值，而且還需要扣除加載活塞和油缸壁之間以及密 封圈等處的摩阻力。因此液壓缸的最終油壓所產(chǎn)生的推動(dòng)力并不完全是施加于試件上的壓 力有效荷載值，用量測液壓的方法來確定施加在試件上的荷載，并非是理想方案。再有，砌塊、混凝土等材料在建筑物中受拉力的情況雖不多，但其破壞的危害性 大，而目前還沒有對其進(jìn)行測試的方案。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混 凝土試件在三軸中兩軸承受壓力，另一軸承受拉力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，可以直接測量施 加于試件上的拉力與壓力有效荷載值。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件11在三軸中兩 軸承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，包括一組拉力加載機(jī)構(gòu)、兩組壓力加 載機(jī)構(gòu)與液壓控制機(jī)構(gòu)；混凝土試件11位于正交布置的拉力加載機(jī)構(gòu)與壓力加載機(jī)構(gòu)的 中心；所述拉力加載機(jī)構(gòu)包括平行布置的拉力承載框架與拉力過渡桿架，拉力油缸 71、兩個(gè)拉力加載頭12、拉力荷載傳感器81 ；兩個(gè)拉力加載頭12膠接于混凝土試件11承受 拉力的軸向相對兩面，拉力油缸71設(shè)于拉力承載框架與拉力過渡桿架間，通過與一個(gè)拉力 加載頭12連接的拉力過渡桿架向該拉力加載頭12施加拉力；另一拉力加載頭12與拉力承載框架連接有拉力荷載傳感器81 ；所述每一組壓力加載機(jī)構(gòu)包括壓力承載框架、壓力油缸72、兩個(gè)壓力加載頭9、 壓力荷載傳感器82 ；混凝土試件11的承受拉力的軸向的一個(gè)側(cè)面與壓力承載框架間由內(nèi) 向外設(shè)有加載頭9與壓力傳感器82 ；另一個(gè)側(cè)面與壓力承載框架由內(nèi)向外設(shè)有加載頭9與 加壓油缸72 ；液壓控制機(jī)構(gòu)連接一個(gè)拉力油缸71與兩個(gè)壓力油缸72向三油缸施加壓力。所述的拉力加載機(jī)構(gòu)還包括球鉸拉力加載頭10，球鉸拉力加載頭10連接于拉力 過渡桿架與拉力加載頭12間。所述的拉力加載機(jī)構(gòu)還包括拉力墊板51，連接于拉力荷載傳感器81與拉力承載 框架間。所述的拉力承載框架包括油缸側(cè)承載板1、傳感器側(cè)承載板31與兩組拉力絲杠 3，相互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。所述的拉力過渡桿架包括兩塊過渡承載板2、兩組過渡絲杠4，相互通過螺紋連 接構(gòu)成矩形框架。所述的每一組壓力加載機(jī)構(gòu)還包括壓力墊板52，設(shè)于壓力荷載傳感器82與壓力 承載框架間。所述的每一組壓力加載機(jī)構(gòu)還包括過渡板6，設(shè)于壓力油缸72與壓力承載框架 間。所述的壓力承載框架包括兩塊承載板21與兩組壓力絲杠23，相互通過螺紋連接 構(gòu)成矩形框架。所述的一組拉力加載機(jī)構(gòu)與兩組壓力加載機(jī)構(gòu)中其中兩組加載機(jī)構(gòu)自由放置于 工作臺或機(jī)架導(dǎo)軌上。從本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的混凝土三軸兩 壓一拉的加載測試裝置，可以用于測量混凝土試件在三軸中兩軸承受壓力，另一軸承受拉 力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，可以直接測量施加于試件上的拉力與壓力有效荷載值。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施 例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的結(jié)構(gòu)俯 視圖的示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的結(jié)構(gòu)主 視圖的示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的液壓控 制機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為試件受力示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí) 施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲 得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例一如圖1與圖2所示一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件11三軸中兩軸 承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，其結(jié)構(gòu)具體包括一組拉力加載機(jī)構(gòu)、兩 組壓力加載機(jī)構(gòu)與液壓控制機(jī)構(gòu)；混凝土試件11位于正交布置的拉力加載機(jī)構(gòu)與壓力加 載機(jī)構(gòu)的中心；上述的拉力加載機(jī)構(gòu)均包括平行布置的拉力承載框架與拉力過渡桿架，拉力油 缸71、兩個(gè)拉力加載頭12、拉力荷載傳感器81 ；兩個(gè)拉力加載頭12膠接于混凝土試件11承 受拉力的軸向相對兩面，要求膠接的強(qiáng)度大于混凝土試件11本身的強(qiáng)度，用于向混凝土試 件11施拉力，拉力承載框架包括油缸側(cè)承載板1、傳感器側(cè)承載板31與兩組拉力絲杠3， 相互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。拉力過渡桿架包括兩塊過渡承載板2、兩組過渡絲杠4， 相互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。具體的結(jié)構(gòu)是在油缸側(cè)承載板1設(shè)有兩個(gè)直徑大于過渡 絲杠4的通孔，兩組過渡絲杠4分別穿過兩通孔與兩塊過渡承載板2通過螺紋連接構(gòu)成矩 形框架。拉力油缸71設(shè)于拉力承載框架與拉力過渡桿架間，具體設(shè)于油缸側(cè)承載板1外側(cè) 與過渡承載板2間，拉力油缸71伸出，使拉力承載框架內(nèi)側(cè)的過渡承載板2有向外移動(dòng)的 趨勢，產(chǎn)生拉力，進(jìn)而向與內(nèi)側(cè)的過渡承載板2通過螺栓連接一個(gè)拉力加載頭12施加拉力； 另一拉力加載頭12與傳感器側(cè)承載板31通過螺栓連接有拉力荷載傳感器81 ；液壓控制機(jī) 構(gòu)連接拉力油缸71向油缸施加壓力。拉力荷載傳感器81的讀數(shù)即為施加在混凝土試件11 上的拉力凈荷載值，沒有液壓損失。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例是，所述的拉力加載機(jī)構(gòu)還包括球鉸拉力加載頭10，球鉸拉 力加載頭10與內(nèi)側(cè)的過渡承載板2通過球鉸連接，再與拉力加載頭12通過螺栓連接?？?以消除拉力過渡桿架與混凝土試件11或拉力加載頭12間的角度差。另外，所述的拉力加載機(jī)構(gòu)還可包括起到連接和調(diào)整尺寸作用的拉力墊板51， 通過螺栓連接于拉力荷載傳感器81與拉力承載框架間。上述的每一組壓力加載機(jī)構(gòu)包括壓力承載框架、壓力油缸72、兩個(gè)壓力加載頭 9、壓力荷載傳感器82 ；壓力承載框架包括兩塊承載板21與兩組壓力絲杠23，相互通過螺紋 連接構(gòu)成矩形框架?；炷猎嚰?1的承受拉力的軸向的一個(gè)側(cè)面與壓力承載框架間由內(nèi) 向外設(shè)有加載頭9與壓力傳感器82 ；另一個(gè)側(cè)面與壓力承載框架由內(nèi)向外設(shè)有加載頭9與 加壓油缸72 ；具體為，壓力油缸72設(shè)于壓力承載框架的承載板21與一個(gè)壓力加載頭9間， 壓力荷載傳感器82設(shè)于壓力承載框架的承載板21與另一個(gè)壓力加載頭9間；液壓控制機(jī) 構(gòu)連接壓力油缸72向油缸施加壓力。壓力荷載傳感器82的讀數(shù)即為施加在混凝土試件11 上的壓力凈荷載值，沒有液壓損失。[0036]所述的每一組壓力加載機(jī)構(gòu)還包括起到連接和調(diào)整尺寸作用的壓力墊板52，設(shè) 于壓力荷載傳感器82與壓力承載框架的承載板21間。墊板52與承載板21固定連接，壓 力荷載傳感器82固定于墊板52上。所述的每一組壓力加載機(jī)構(gòu)還包括起到連接和傳力作用的過渡板6，設(shè)于壓力 油缸72與壓力承載框架的承載板21間。過渡板6與承載板21固定連接，壓力油缸72固 定于過渡板6上。通常，壓力加載頭9與拉力加載頭12與混凝土試件11接觸面的尺寸均會(huì)略小于 混凝土試件11的尺寸；如混凝土試件11采用尺寸為IOOmmX IOOmmX 100mm，則壓力加載頭 9與拉力加載頭12與混凝土試件11接觸面的尺寸會(huì)選取95mmX95mm。所述的一組拉力加載機(jī)構(gòu)與兩組壓力加載機(jī)構(gòu)中其中兩組加載機(jī)構(gòu)自由放置于 工作臺或機(jī)架導(dǎo)軌上。另一組加載機(jī)構(gòu)的絲杠為垂直方向，絲杠固定在上方的承載板(可 以為設(shè)備的門架)和下方的承載板(可以為設(shè)備的地面基座)之間。這樣便于試件的安裝 和調(diào)位，也使試件三端面均勻受力，避免機(jī)械限制產(chǎn)生強(qiáng)制應(yīng)力。每個(gè)方向的承載框架(加 載機(jī)構(gòu))的水平度(或垂直度)為0. 02mm，能夠保證對中效果良好。本例中所示為一組拉力加載機(jī)構(gòu)(X方向)與一組壓力加載機(jī)構(gòu)(Y方向)自由放 置于工作臺或機(jī)架導(dǎo)軌上，而另一組壓力加載機(jī)構(gòu)(Z方向)垂直設(shè)置，壓力加載機(jī)構(gòu)的壓 力絲杠23固定在上方的承載板21 (可以為設(shè)備的門架)和下方的承載板21 (可以為設(shè)備 的地面基座)之間。當(dāng)然也可以是兩組壓力加載機(jī)構(gòu)(X方向與Y方向)自由放置于工作臺或機(jī)架導(dǎo) 軌上，另一組拉力加載機(jī)構(gòu)(Z方向)垂直設(shè)置。拉力加載機(jī)構(gòu)的拉力絲杠3固定在上方的 油缸側(cè)承載板1(可以為設(shè)備的門架)和下方的傳感器側(cè)承載板31 (可以為設(shè)備的地面基 座)之間。如圖3所示以一個(gè)液壓油缸的液壓控制機(jī)構(gòu)為例，液壓控制機(jī)構(gòu)由液壓源、加壓泵、液壓油 缸、伺服閥、伺服閥驅(qū)動(dòng)器、伺服控制器組成。液壓缸的壓力油是由液壓源經(jīng)加壓泵供給的， 伺服控制器通過伺服閥驅(qū)動(dòng)器控制伺服閥工作，進(jìn)而控制液壓油缸。每個(gè)液壓缸與液壓源 的一個(gè)加壓泵連接。每個(gè)軸上的壓力可根據(jù)荷載傳感器檢測到的經(jīng)處理后由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)解，這樣可實(shí)現(xiàn)所要求的壓力比。如圖4所示所述裝置工作時(shí)，X、Y、Z方向可以按設(shè)置同時(shí)分別施加兩方向拉力與一方向壓力， 通過四個(gè)拉力加載頭12對混凝土試件11施加拉力。通過兩個(gè)壓力加載頭9對混凝土試件 11施加壓力。施加拉力或壓力可通過液壓控制機(jī)構(gòu)控制。圖中只表示了 X方向與Y方向受 拉，Z方向受壓的情況，其它情況的圖略。可見，所述裝置可以用于測量混凝土試件11在三軸中兩軸承受拉力，另一軸承受 壓力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，能直接測量施加于試件上的拉力或壓力有效荷載值。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件(11)在三軸中兩 軸承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，其特征在于，包括一組拉力加載機(jī)構(gòu)、 兩組壓力加載機(jī)構(gòu)與液壓控制機(jī)構(gòu)；混凝土試件(11)位于正交布置的拉力加載機(jī)構(gòu)與壓 力加載機(jī)構(gòu)的中心；所述拉力加載機(jī)構(gòu)包括平行布置的拉力承載框架與拉力過渡桿架，拉力油缸(71)、 兩個(gè)拉力加載頭(12)、拉力荷載傳感器(81)；兩個(gè)拉力加載頭(1 膠接于混凝土試件 (11)承受拉力的軸向相對兩面，拉力油缸(71)設(shè)于拉力承載框架與拉力過渡桿架間，通過 與一個(gè)拉力加載頭(1 連接的拉力過渡桿架向該拉力加載頭(1 施加拉力；另一拉力加 載頭(1 與拉力承載框架連接有拉力荷載傳感器(81)；所述每一組壓力加載機(jī)構(gòu)包括壓力承載框架、壓力油缸(72)、兩個(gè)壓力加載頭(9)、 壓力荷載傳感器(8 ；混凝土試件(11)的承受拉力的軸向的一個(gè)側(cè)面與壓力承載框架間 由內(nèi)向外設(shè)有加載頭(9)與壓力傳感器(8 ；另一個(gè)側(cè)面與壓力承載框架由內(nèi)向外設(shè)有加 載頭(9)與加壓油缸(72)；液壓控制機(jī)構(gòu)連接一個(gè)拉力油缸(71)與兩個(gè)壓力油缸m向三油缸施加壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 拉力加載機(jī)構(gòu)還包括球鉸拉力加載頭(10)，球鉸拉力加載頭(10)連接于拉力過渡桿架與 拉力加載頭(12)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 拉力加載機(jī)構(gòu)還包括拉力墊板(51)，連接于拉力荷載傳感器(81)與拉力承載框架間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所 述的拉力承載框架包括油缸側(cè)承載板(1)、傳感器側(cè)承載板(31)與兩組拉力絲杠(3)，相 互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所 述的拉力過渡桿架包括兩塊過渡承載板O)、兩組過渡絲杠G)，相互通過螺紋連接構(gòu)成 矩形框架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 每一組壓力加載機(jī)構(gòu)還包括壓力墊板(52)，設(shè)于壓力荷載傳感器(8 與壓力承載框架 間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 每一組壓力加載機(jī)構(gòu)還包括過渡板(6)，設(shè)于壓力油缸m與壓力承載框架間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所 述的壓力承載框架包括兩塊承載板與兩組壓力絲杠(23)，相互通過螺紋連接構(gòu)成矩 形框架。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、6、或7所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在 于，所述的一組拉力加載機(jī)構(gòu)與兩組壓力加載機(jī)構(gòu)中其中兩組加載機(jī)構(gòu)自由放置于工作臺 或機(jī)架導(dǎo)軌上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件11在三軸中兩軸承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，其結(jié)構(gòu)具體包括拉力加載機(jī)構(gòu)、壓力加載機(jī)構(gòu)與液壓控制機(jī)構(gòu)；混凝土試件11位于正交布置的拉力加載機(jī)構(gòu)與壓力加載機(jī)構(gòu)的中心。可以用于測量混凝土試件在三軸中兩軸承受壓力，另一軸承受拉力的情況下的機(jī)械強(qiáng)度，可以直接測量施加于試件上的拉力與壓力有效荷載值。
文檔編號G01N3/02GK201903483SQ20102063256
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者姚家偉, 宋玉普, 覃麗坤, 高凌霞 申請人:大連民族學(xué)院