一种混凝土三轴应力测量装置的制作方法

本实用新型涉及土木工程监测应用技术领域，特别涉及一种混凝土三轴应力测量装置。

背景技术：

混凝土结构的应力状态是反映其安全性的重要参数，因此对混凝土结构的应力测量是混凝土结构模型试验研究和现场监测中的重要内容。目前尚无有效地测量混凝土内部准确应力状态的装置，通常采用在混凝土结构表面黏贴电阻应变片的装置来测量表面应变，通过估算的混凝土材料的弹性模量换算得到混凝土表面的应力。由于混凝土是非均值材料，通常理论分析的结果与试验结果在内里层次上存在一定的差距。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种混凝土三轴应力测量装置，以解决现有技术中尚无有效地测量混凝土内部准确应力状态的装置的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种混凝土三轴应力测量装置，包括混凝土外保护层和三轴应力测量本体，所述三轴应力测量本体位于所述混凝土外保护层内；

所述三轴应力测量本体包括三轴钢筋骨架、三块混凝土垫块和三个柔性薄膜压力传感器，所述三轴钢筋骨架包括三根相互垂直的钢筋，这三根钢筋的一端焊接在一起，另一端分别垂直设置一所述混凝土垫块；所述混凝土垫块的底端面与所述钢筋固定连接，顶端面上设置一所述柔性薄膜压力传感器，所述柔性薄膜压力传感器的接线端连接导线，所述导线引出至所述混凝土外保护层的外部。

较佳的，任意两块所述的混凝土垫块相垂直，所述混凝土垫块垂直于其所在的钢筋，且其顶端面背对着此钢筋。

较佳的，所述混凝土外保护层为立方体结构，所述三轴应力测量本体位于所述混凝土外保护层的中心。

较佳的，所述混凝土垫块和混凝土外保护层均采用c55混凝土制作而成。

较佳的，所述混凝土垫块为方块，所述钢筋的端部通过环氧树脂粘贴在所述混凝土垫块的底端面的中心处，所述柔性薄膜压力传感器通过环氧树脂粘贴在所述混凝土垫块的顶端面的中心处。

较佳的，所述柔性薄膜压力传感器的外周涂有具有防水作用的环氧树脂。

较佳的，所述柔性薄膜压力传感器的接线端与导线的连接处涂有具有防水作用的硅胶。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：

本实用新型一种无损监测，当需要测量构建内部应力时，将混凝土三轴应力测量装置埋入待测物体内部，可以测量待测物体内部三轴应力的大小，对监测和研究提供一定的数据支持，为施工提供便利。本实用新型为混凝土结构非线性受力行为的研究提供依据，有着十分重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1为本实用新型的优选实施例提供的一种混凝土三轴应力测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型的优选实施例提供的三轴应力测量本体的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合图1和图2对本实用新型提供的一种混凝土三轴应力测量装置进行详细的描述，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图1和图2，一种混凝土三轴应力测量装置，包括混凝土外保护层1和三轴应力测量本体2，所述三轴应力测量本体2位于所述混凝土外保护层1内；

所述三轴应力测量本体2包括三轴钢筋骨架21、三块混凝土垫块22和三个柔性薄膜压力传感器23，所述三轴钢筋骨架21包括三根相互垂直的钢筋211，这三根钢筋211的一端焊接在一起，另一端分别垂直设置一所述混凝土垫块22；所述混凝土垫块22的底端面与所述钢筋211固定连接，顶端面上设置一所述柔性薄膜压力传感器23，所述柔性薄膜压力传感器23的接线端231连接导线，所述导线引出至所述混凝土外保护层1的外部。

在本实施例中，任意两块混凝土垫块22相垂直，优选的，混凝土垫块22为方块，所述混凝土垫块22垂直于其所在的钢筋211，混凝土垫块22的底端面为与此钢筋211连接的面，顶端面为背对着此钢筋211的面。

在本实施例中，三根相互垂直的钢筋211的尺寸大小相同，三块混凝土垫块22的尺寸大小相同，柔性薄膜压力传感器23对应平铺在一混凝土垫块22的顶端面上。优选的，混凝土垫块22的底端面和顶端面均为正方形，如混凝土垫块22的长宽高为20mm*20mm*5mm。柔性薄膜压力传感器23的尺寸大小不大于混凝土垫块22的顶端面的尺寸大小，柔性薄膜压力传感器23位于混凝土垫块22顶端面的中心位置，优选的，柔性薄膜压力传感器23的大小为20mm*20mm。

进一步的，所述混凝土外保护层1为立方体结构，混凝土外保护层1完全包裹住三轴应力测量本体2，较佳的，所述三轴应力测量本体2位于所述混凝土外保护层1的中心位置。

所述混凝土垫块22和混凝土外保护层1均采用c55混凝土制作而成。

所述钢筋211的外端部通过环氧树脂粘贴在所述混凝土垫块22的底端面的中心处，所述柔性薄膜压力传感器23通过环氧树脂粘贴在所述混凝土垫块22的顶端面上。所述柔性薄膜压力传感器23的外周涂有具有防水作用的环氧树脂，目的是增加柔性薄膜压力传感器23的防水性。所述柔性薄膜压力传感器23的接线端231与导线的连接处涂有具有防水作用的硅胶。

本实用新型还提供一种混凝土三轴应力测量装置的制作方法，具体包括以下几个步骤：

s1、将三根相互垂直的钢筋211的一端焊接在一起构成三轴钢筋骨架21；

s2、每根钢筋211的外端部分别通过环氧树脂垂直固定设置一混凝土垫块22，在每块混凝土垫块22的外端面上分别通过环氧树脂固定设置一柔性薄膜压力传感器23，并在柔性薄膜压力传感器23的外周涂有具有防水作用的环氧树脂；此柔性薄膜压力传感器23的接线端231连接导线，并在接线端231用硅胶涂抹做好防水，防止导线进水受到影响，此时，所述三轴应力测量本体2制作完成；

s3、将制作好的三轴应力测量本体2放入一标准立方体模具中，摆正三轴应力测量本体2的位置使其处于所述立方体模具的中心位置；

s4、向所述立方体模具内浇注c55型号的混凝土以制作混凝土外保护层1，待所述混凝土外保护层1凝固后取出并养护，养护完成后，所述测量装置制作完成。

本实用新型还提供一种混凝土三轴应力的测量方法，采用上述的测量装置，具体测量方法为：在被测构建进行浇筑时，将测量装置放入构建内进行浇注，构建凝固后测量柔性薄膜压力传感器23的电阻，根据传感器压力与电阻的线性关系，即可知道混凝土构件内部的三轴压力，完成对构件内部应力的测量。在本实施例中，柔性薄膜压力传感器23在受到压力时表面产生形变，内部电阻发生改变，接收装置(此接收装置通过导线与柔性薄膜压力传感器23相连)内部通过力与电阻的关系换算后得到压力的大小。