專利名稱：混凝土多軸拉壓應(yīng)力組合試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程試驗(yàn)與檢驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及混凝土多軸應(yīng)力狀態(tài)下強(qiáng)度試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)混凝土軸向拉伸試驗(yàn)中，試驗(yàn)機(jī)與試件的連接方式一般采用以下幾種內(nèi)置鋼筋式、端部摩擦夾持式、單鋼板粘貼式、雙鋼板粘貼式和鋼刷粘貼式。1內(nèi)置鋼筋式1)梁正平，陸海榮，黃書秦等.一種簡(jiǎn)易的混凝土軸向拉伸試驗(yàn)裝置.水利學(xué)報(bào)， 1992， (8),73-752)霍洪媛，梁正平等.混凝土軸向拉伸全曲線試驗(yàn)及裝置.河海大學(xué)學(xué)學(xué)報(bào)， 1995,23(5),26-31這種內(nèi)埋式技術(shù)存在如下問(wèn)題1)預(yù)埋鋼筋導(dǎo)致試件需要有足夠的長(zhǎng)度而降低了試驗(yàn)機(jī)的剛度；幻很難保證試件軸心受拉，試件中應(yīng)力分布不均勻；3)由于應(yīng)力集中而導(dǎo)致破壞發(fā)生在鋼筋端部；4)不適合多軸應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度測(cè)試。2端部摩擦夾持式1) V. S. Gopalaratnam and Surendra P. Shah. Softening response of plain concrete in direct tension.ACI Journal,1985,82(3),310-323這種端部外夾式技術(shù)存在如下問(wèn)題1)由于夾持摩擦力不足導(dǎo)致連接面滑移，影響試驗(yàn)的進(jìn)行；幻應(yīng)力傳遞不均勻，容易導(dǎo)致試件受夾持的端部發(fā)生局部破壞；幻不適合多軸應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度測(cè)試。3單鋼板粘貼式1)尚仁杰，趙國(guó)藩等.低周循環(huán)荷載作用下混凝土軸向拉伸試驗(yàn)全曲線的試驗(yàn)研究·水利學(xué)報(bào)，1996，(7)，82-872)過(guò)鎮(zhèn)海著.混凝土強(qiáng)度和變形(試驗(yàn)基礎(chǔ)和本構(gòu)關(guān)系).清華大學(xué)出版社，1997這種單鋼板粘貼式技術(shù)存在如下問(wèn)題這種技術(shù)可以使試件處于軸心受拉狀態(tài)， 但不適合拉壓應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度測(cè)試，受拉端的粘貼鋼板阻礙混凝土的變形，受力不明確，增大了試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，而且鋼板厚，質(zhì)量大，試驗(yàn)操作困難。4雙鋼板粘貼式1)彭勃，鄭偉.混凝土單軸直接拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)方法的研究.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)，2004， 31(2),79-832)顧惠琳，彭勃.混凝土單軸直接拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)方法.建筑材料學(xué)報(bào)，2003，6(1)，66-71這種雙鋼板粘貼式技術(shù)存在如下問(wèn)題這種技術(shù)雖然能夠很好的解決混凝土單向拉伸試驗(yàn)中試件端部應(yīng)力不均勻的問(wèn)題，但在多軸拉壓應(yīng)力狀態(tài)下仍然存在拉壓變形互相約束的問(wèn)題。
5鋼刷連接式1)宋玉普，沈吉納，靳國(guó)禮.多功能三軸混凝土試驗(yàn)系統(tǒng).大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 1992，32(4)，460-4642) T. Hampel, K. Speck, S. Scheerer, R. Ritter, and Μ. Curbach. High-Performance Concrete under Biaxial and Triaxial Loads. Journal of Engineering Mechanics, ASCE，2009，135(11)，1274-1280這種粘貼技術(shù)存在如下問(wèn)題雖然能夠很好地解決混凝土單向拉伸試驗(yàn)中試件端部應(yīng)力不均勻的問(wèn)題，也解決了多軸拉壓應(yīng)力狀態(tài)下拉壓變形互相約束的問(wèn)題，但鋼刷質(zhì)量很大，試件安裝很困難，要進(jìn)行大尺寸混凝土及三向受拉試驗(yàn)非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在混凝土多軸拉壓應(yīng)力組合試驗(yàn)中，混凝土試件受拉方向與加載裝置連接方式的改進(jìn)試驗(yàn)方法，不僅解決了多軸拉壓應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土試件端部應(yīng)力不均勻的問(wèn)題及拉壓變形互相約束的問(wèn)題，而且解決了大尺寸試件在多軸拉壓試驗(yàn)中安裝困難的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種混凝土多軸拉壓應(yīng)力組合試驗(yàn)方法，實(shí)施該方法的加載裝置包括塑料毛刷1、粘貼鋼板2、傳力鋼板3、螺栓4、拉力球面鉸5、壓力球面鉸6、混凝土試件7組成，混凝土試件受拉方向與加載裝置連接采用塑料毛刷粘貼方式，塑料毛刷基座的形狀、尺寸與混凝土試件截面相同，刷齒的個(gè)數(shù)、相鄰刷齒的間距以及刷齒的長(zhǎng)度根據(jù)混凝土試件軸心抗拉強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先將混凝土試件各面打磨平整，其中試件受拉作用面打磨至露出骨料，將塑料毛刷刷齒表面用砂紙磨平，用無(wú)水乙醇擦拭試件受拉作用面和塑料毛刷刷齒；然后將膠粘劑均勻涂抹在試件粘貼面，將塑料毛刷的刷齒面放在試件粘貼面上壓實(shí)，并清理刷齒縫隙流出的多余膠粘劑；接著將粘貼好毛刷的試件放在25°C 60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間在試件上放置重物使粘貼面處于預(yù)壓狀態(tài)，預(yù)壓10 15分鐘后將粘貼鋼板與塑料毛刷基座表面用砂紙打磨平整并用無(wú)水乙醇擦拭干凈，再用膠粘劑將粘貼鋼板與塑料毛刷基座底面粘貼好并壓實(shí)，繼續(xù)放置在25°C 60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)至膠界面完全固化；最后將養(yǎng)護(hù)好的試件取出，將粘貼鋼板與傳力鋼板用螺栓連接，用扭力扳手對(duì)螺母施加扭矩直至擰緊，傳力鋼板另一端與液壓伺服試驗(yàn)機(jī)的球鉸加載頭相連，通過(guò)液壓伺服試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件施加拉力荷載，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加載方案。本發(fā)明的效果和益處是在混凝土多軸拉壓應(yīng)力試驗(yàn)中，同傳統(tǒng)混凝土拉壓組合試驗(yàn)相比，塑料毛刷連接方式能使試件拉應(yīng)力更加均勻，減小了受拉鋼板對(duì)試件受壓變形的橫向約束作用，使得試件在真實(shí)的受力狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)；同時(shí)由于塑料毛刷刷齒剛度很小， 當(dāng)試件受拉壓共同作用時(shí)，壓應(yīng)力通過(guò)膠界面?zhèn)鬟f給刷齒的力很小，減小了試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差；塑料毛刷相對(duì)于鋼板，質(zhì)量很輕，對(duì)IOOmmX IOOmmX IOOmm混凝土試件而言，單個(gè)重量不到100克，方便試件安裝，試驗(yàn)完畢后可直接快速切除粘貼鋼板上的塑料毛刷，回收粘貼鋼板，提高了試驗(yàn)效率。


附圖1是塑料毛刷示意圖。
圖中(a)是塑料毛刷平面圖，(b)是側(cè)面圖。附圖2是粘貼鋼板示意圖。圖中(a)是粘貼鋼板平面圖，(b)是剖視圖。附圖3是傳力鋼板示意圖。圖中(a)是傳力鋼板平面圖，(b)是剖視圖。附圖4是塑料毛刷組合示意圖。附圖5是本發(fā)明在混凝土多軸拉壓試驗(yàn)中應(yīng)用示意圖。圖1-圖5中1塑料毛刷；2粘貼鋼板；3傳力鋼板；4螺栓；5拉力球面鉸；6壓力球面鉸；7混凝土試件。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
?；炷炼噍S拉壓應(yīng)力組合試驗(yàn)加載裝置由塑料毛刷1、粘貼鋼板2、傳力鋼板3、螺栓4、拉力球面鉸5、壓力球面鉸6、混凝土試件7組成。首先將混凝土試件7受拉粘貼面打磨直至露出骨料并用無(wú)水乙醇擦拭干凈，將塑料毛刷1的刷齒表面用砂紙打磨并清理干凈， 然后將膠粘劑均勻的涂抹在受拉粘貼面，接著將塑料毛刷1的刷齒面放在受拉粘貼面上并壓實(shí)，清理刷齒縫隙流出的多余膠水，然后將粘貼好毛刷的試件放在25°C 60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)期間可在試件上放置重物使粘貼面處于預(yù)壓狀態(tài)。10 15分鐘后，取出試件， 將粘貼鋼板2與塑料毛刷1的基座用膠粘劑粘貼好并壓實(shí)，然后放置在25°C 60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)直到膠界面完全固化，最后將養(yǎng)護(hù)好的試件取出，把粘貼鋼板2與傳力鋼板3用螺栓 4連接，用扭力扳手對(duì)螺母施加扭矩直至擰緊，傳力鋼板3另一端與液壓伺服試驗(yàn)機(jī)的拉力球面鉸5相連。拉力球面鉸5與液壓油缸及荷載傳感器相連。混凝土試件壓應(yīng)力通過(guò)壓力球面鉸6施加，最后通過(guò)液壓伺服三軸試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件施加拉壓組合荷載，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加載方案。
權(quán)利要求
1. 一種混凝土多軸拉壓應(yīng)力組合試驗(yàn)方法，該方法涉及的加載裝置包括塑料毛刷 (1)、粘貼鋼板(2)、傳力鋼板(3)、螺栓(4)、拉力球面鉸(5)、壓力球面鉸(6)、混凝土試件 (7)組成，其特征是與混凝土試件受拉方向連接采用塑料毛刷粘貼方式，塑料毛刷基座的形狀、尺寸與混凝土試件截面相同，刷齒的個(gè)數(shù)、相鄰刷齒的間距以及刷齒的長(zhǎng)度根據(jù)混凝土試件軸心抗拉強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先將混凝土試件受拉粘貼面打磨至露出骨料并清理干凈，將塑料毛刷刷齒表面用砂紙打磨至平整并清理干凈；然后將膠粘劑均勻涂抹在試件粘貼面，將塑料毛刷的刷齒面放在試件粘貼面上壓實(shí)，并清理刷齒縫隙流出的多余粘結(jié)劑；接著將粘貼好塑料毛刷的試件放在25°C 60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間在試件上放置重物使粘貼面處于預(yù)壓狀態(tài)，預(yù)壓10 15分鐘后將粘貼鋼板與塑料毛刷基座表面用砂紙打磨并清理干凈，再用膠粘劑粘貼好并壓實(shí)，繼續(xù)放置在25°C 60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)至膠界面完全固化；最后將養(yǎng)護(hù)好的試件取出，將粘貼鋼板與傳力鋼板用螺栓連接，用扭力扳手對(duì)螺母施加扭矩直至擰緊，傳力鋼板另一端與試驗(yàn)機(jī)的球鉸加載頭相連，通過(guò)試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件施加拉力荷載，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加載方案。
全文摘要
一種混凝土多軸拉壓應(yīng)力組合試驗(yàn)方法，屬于土木工程試驗(yàn)與檢驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是在混凝土多軸拉壓應(yīng)力組合試驗(yàn)中利用膠粘劑將塑料毛刷刷齒面與混凝土試件受拉面粘結(jié)固定，再用膠粘劑將粘貼鋼板與塑料毛刷基座粘貼固定，然后將傳力鋼板與粘貼鋼板通過(guò)螺栓連接，最后將傳力鋼板通過(guò)球鉸與加載裝置連接，拉力通過(guò)鋼板傳遞給塑料毛刷刷齒，進(jìn)而傳遞到混凝土試件上。本發(fā)明的效果和益處是塑料毛刷連接方式能使試件拉應(yīng)力更加均勻，減小了受拉鋼板對(duì)試件受壓變形的橫向約束作用；同時(shí)塑料毛刷刷齒剛度小，再試件受拉壓共同作用時(shí)，壓應(yīng)力通過(guò)膠界面?zhèn)鬟f給刷齒的力很小，減小了試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差；塑料毛刷很輕，便于試件安裝，試驗(yàn)完畢后方便后期處理。
文檔編號(hào)G01N3/12GK102323157SQ20111022227
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者何化南, 吳智敏, 周軍, 李光偉, 王哲, 董偉, 馬超 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院, 北京交通大學(xué), 大連理工大學(xué)