试验装置的制作方法

本发明涉及混凝土试验装置设计领域，尤其涉及一种试验装置。

背景技术：

随着建筑技术水平的提高，国家加快推进基础设施工程建设，而混凝土在建筑市场的应用越来越多，同时对工程质量和环保的要求也越来越严格。在建筑工程上，通常需定时对混凝土的性能进行测试。

现有技术对混凝土试件的性能进行测试时，首先浇铸一批规定尺寸的混凝土试块，通过混凝土压力试验机或混凝土拉力试验机对这些混凝土试块分别进行压挤和拉伸，直至试块破碎，得出各个数据值。

但是，现有的混凝土试件的拉伸和压挤试验是需要用到不同的试验机分开进行的，无法完成对混凝土试件的拉-压循环试验。

技术实现要素：

本发明提供一种试验装置，通过设置固定件和施力组件相互配合即可实现全级配混凝土的拉-压试验，能够模拟大坝全级配混凝土在地震作用下承受的拉压循环作用，对研究大坝全级配混凝土在地震荷载作用下的真实性能具有重要意义。

本发明实施例提供一种试验装置，用于对全级配混凝土试件进行单轴拉-压循环试验，包括固定组件和施力组件，所述固定组件包括固定件和固定底座，所述固定件和所述固定底座分别固定在混凝土试件的轴向的相对两侧，所述施力组件位于所述固定件的一侧，所述施力组件与所述固定件的顶面相抵；

所述施力组件用于朝向所述混凝土试件方向移动，对所述混凝土试件进行轴向压缩，或，所述施力组件用于远离所述混凝土试件方向移动时，所述施力组件可对所述混凝土试件进行轴向拉伸。

本发明实施例提供的试验装置，所述施力组件包括施力杆和压盘，所述压盘一端与所述施力杆的端部连接，所述压盘的另一端用于与所述混凝土试件的轴向的端部相抵；

所述施力杆和所述压盘中的至少一者在移动时可带动所述固定件移动。

本发明实施例提供的试验装置，所述固定件包括固定盘和连接杆，所述固定盘的一端与所述混凝土试件的轴向的一端固定连接，所述固定盘的另一端的周侧上背离所述混凝土试件的一侧与所述连接杆连接，所述连接杆与至少部分所述施力组件相抵，以使所述施力组件带动所述固定件移动。

本发明实施例提供的试验装置，所述连接杆的一端朝向所述固定盘的轴心的一侧凸出设置有第一连接端，所述施力组件具有第二连接端，所述施力组件远离所述混凝土试件方向移动时，所述第一连接端与所述第二连接端相互阻挡。

本发明实施例提供的试验装置，所述连接杆的另一端开设有螺纹孔，所述固定盘上设置有与所述螺纹孔对应的过孔，螺纹件穿过所述过孔与所述螺纹孔螺纹连接。

本发明实施例提供的试验装置，所述连接杆设置有多个，多个所述连接杆在所述固定盘外侧的周向上均匀并间隔设置。

本发明实施例提供的试验装置，所述第二连接端设置在所述压盘上朝向所述施力杆的一侧，所述压盘的最大直径大于每两个相对的所述第一连接端之间的距离。

本发明实施例提供的试验装置，所述第二连接端设置在所述施力杆上。

本发明实施例提供的试验装置，所述第二连接端为连接卡台，所述连接卡台固定在所述施力杆的周侧，所述连接卡台的最大直径大于所述压盘的直径，且所述连接卡台的最大直径大于每两个相对的所述第二连接端之间的距离。

本发明实施例提供的试验装置，还包括形变检测装置，所述形变检测装置套设在所述混凝土试件的外侧。

本发明实施例提供一种试验装置，包括固定组件和施力组件，通过固定组件的固定件和固定底座分别对混凝土试件的上下两端进行固定，在施力组件朝向混凝土试件移动时，会与混凝土试件的端面相抵直至压裂破坏，从而可以得到轴向抗压性能；在施力组件远离混凝土试件方向移动时，施力组件会同步带动固定件移动，固定件会带动混凝土试件的上端进行移动拉伸直至破坏，即可得到混凝土试件的轴向抗拉性能，通过设置固定件和施力组件相互配合即可实现全级配混凝土的拉-压试验，能够模拟大坝全级配混凝土在地震作用下承受的拉压循环作用，对研究大坝全级配混凝土在地震荷载作用下的真实性能具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种试验装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种试验装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-试验装置；

10-固定组件；

11-固定件；

111-固定盘；

1111-过孔；

112-连接杆；

1121-螺纹孔；

1122-第一连接端；

12-固定底座；

20-施力组件；

21-施力杆；

22-压盘；

23-第二连接端；

30-形变检测装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术对混凝土试件的性能进行测试时，首先浇铸一批规定尺寸的混凝土试块，通过混凝土压力试验机或混凝土拉力试验机对这些混凝土试块分别进行压挤和拉伸，直致试块破碎，得出各个数据值。但是，现有的混凝土试件的拉伸和压挤试验是需要用到不同的试验机分开进行的，无法完成对混凝土试件的拉-压循环试验。

基于此，本发明提供了一种试验装置，包括固定组件和施力组件，固定组件的固定件和固定底座分别对混凝土试件的上下两端进行固定，通过固定件和施力组件相互配合即可实现全级配混凝土的拉-压试验，能够模拟大坝全级配混凝土在地震作用下承受的拉压循环作用，对研究大坝全级配混凝土在地震荷载作用下的真实性能具有重要意义。

图1为本发明实施例提供的一种试验装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种试验装置1，用于对全级配混凝土试件2进行单轴拉-压循环试验。试验装置1包括固定组件10和施力组件20。其中，固定组件10包括固定件11和固定底座12，固定件11和固定底座12分别固定在混凝土试件2的上下两侧，施力组件20与固定件的一端相抵，施力组件20朝向混凝土试件2方向移动，对混凝土试件进行轴向压缩，或，施力组件远离混凝土试件方向移动，对混凝土试件进行轴向拉伸。

具体的，固定件11和固定底座12分别固定混凝土试件2的上下两侧，可以理解的是，混凝土试件2固定在固定底座12上以便于放置，而固定件11固定在混凝土试件2的上侧，其中固定件11可以为固定在混凝土试件2顶面，固定件11也可以固定在混凝土试件2的周侧。示例性的，固定件11为固定片，通过螺钉等固定在混凝土试件2周侧的一侧；或者，固定件11为固定盘，固定盘固定在混凝土试件2的顶面，且固定盘与混凝土试件2通过螺钉等连接。其中，固定件11和固定底座12的设置可以完成对混凝土试件2的上下两侧的固定即可，本实施例对此不做限制。

在本实施例中，混凝土试件2通常选用直径450mm、长度1350mm且两端预埋钢筋的圆柱混凝土作为试验对象，若固定件11设置为盘状，则固定件11的直径应设置为大于或等于450mm。混凝土试件2也可以采用不同规格的试件，相应的选用对应规格的固定件11和固定底座12对其进行固定即可，本实施例对此不做限制。

需要注意的是，混凝土试件2固定在固定底座12上，其中混凝土试件2通常是通过底部的螺孔螺钉等与固定底座12连接，保证混凝土试件2在承受压力和拉力时不会脱离底座。

其中，施力组件20作为对混凝土试件2的施力装置，需要朝向或远离混凝土试件2方向移动。当施力组件20朝向混凝土试件2方向移动时，施力组件20的一端与混凝土试件2的顶面相抵，在施力组件20继续施力时，混凝土试件2的顶面受到施力组件20传递的压力，此时施力组件20继续朝向混凝土试件2施力直至混凝土试件2压裂破坏，即可得到混凝土试件2的轴向抗压性能。

另外，施力组件20朝向远离混凝土试件2的方向移动时，施力组件20可同步带动固定件11移动，即施力组件20朝向远离混凝土试件2方向移动时，施力组件20在移动的过程中会同步带动与混凝土试件2上端固定连接的固定件11移动。此时混凝土试件2的底部是通过固定底座12固定的，混凝土试件2的上端被固定件11朝向上方拉伸，施力组件20始终保持施力直至混凝土试件2拉伸破坏，此时即可获得混凝土试件的轴向抗拉性能。

需要注意的是，施力组件20朝向混凝土试件2方向移动时，施力组件20与混凝土试件2的顶面相抵并朝向混凝土试件2施加向下的压力；施力组件20朝向远离混凝土试件2方向移动时，施力组件20会同步带动固定件11移动。其中，固定件11可以直接作为施力组件20的一部分，在施力组件20朝向混凝土试件2施力时，固定件11始终保持与施力组件20同步移动，即可以理解为施力组件20与固定件11固定连接，固定件11可以作为施力组件20与混凝土试件2的连接部；又或者，固定件11仅在施力组件20朝向远离混凝土试件2方向移动时才会被施力组件20带动同步移动，而在施力组件20朝向混凝土试件2方向施力时，固定件11保持与混凝土试件2的连接状态且不与施力组件20同步移动，本实施例对此不做限制。

需要注意的是，在使用试验装置进行全级配混凝土的拉-压试验时，通过驱动施力组件20循环上下运动，在施力组件20朝向上方运动时，施力组件20为混凝土试件施加拉力；在施力组件20朝向下方运动时，施力组件20为混凝土试件2施加压力。通过施力组件20的循环上下运动，并调节上下运动时的频率，使其接近在地震作用下时的拉压频率，即可模拟大坝全级配混凝土在地震作用下承受的拉压循环作用，从而完成对混凝土的测试。

示例性的，本实施例中，混凝土试件2进行测试时，首先将混凝土试件2的两端分别与固定件11和固定底座12连接固定，在对混凝土试件2的固定完成后即可进行测试。此时施力组件20朝向或远离混凝土试件2方向移动均可。当施力组件20朝向混凝土试件2方向移动时，施力组件20的一端与混凝土试件2顶面上的固定件11相抵，混凝土试件2的顶面受到施力组件20传递的压力，此时施力组件20继续朝向混凝土试件2施力直至混凝土试件2压裂破坏，即可得到混凝土试件2的轴向抗压性能。当施力组件20朝向远离混凝土试件2方向移动时，施力组件20在移动过程中会同步带动固定件11朝向同一方向移动，即施力组件20朝向远离混凝土试件2方向移动时，施力组件20在移动的过程中会同步带动与混凝土试件2上端固定连接的固定件11移动。此时混凝土试件2的底部是通过固定底座12固定的，混凝土试件2的上端被固定件11朝向上方拉伸，施力组件20始终保持施力直至混凝土试件2拉伸破坏，此时即可获得混凝土试件的轴向抗拉性能。另外，在需要模拟地震工况时，通过设定施力组件20运动的频率使其接近地震作用下的拉压频率，混凝土试件在循环的拉压过程中会逐渐产生微弱的形变，直至混凝土试件被压裂破坏或拉伸破坏，此时即可得到混凝土试件在地震工况下的承受拉压循环时的强度情况。

本发明实施例提供一种试验装置1，包括固定组件10和施力组件20，通过固定组件10的固定件11和固定底座12分别对混凝土试件2的上下两端进行固定，在施力组件20朝向混凝土试件2移动时，会与混凝土试件2的端面相抵直至压裂破坏，从而可以得到轴向抗压性能；在施力组件20远离混凝土试件2方向移动时，施力组件20会同步带动固定件11移动，固定件11会带动混凝土试件2的上端进行移动拉伸直至破坏，即可得到混凝土试件的轴向抗拉性能，通过设置固定件11和施力组件20相互配合即可实现全级配混凝土的拉-压试验，能够模拟大坝全级配混凝土在地震作用下承受的拉压循环作用，对研究大坝全级配混凝土在地震荷载作用下的真实性能具有重要意义。

以下对试验装置1的各种可能的实现方式进行说明。

示例性的，施力组件20在朝向远离混凝土试件2方向移动时，施力组件20才会带动固定件11朝向上侧移动。在此过程中，施力组件20可以设置为在移动过程中，施力组件20中的某一位置会与固定件11相互卡接或相互抵接等活动连接。在施力组件20朝向混凝土试件2方向移动时，施力组件20和固定件11完全脱离；在施力组件20远离混凝土试件2方向移动时，施力组件20与固定件11相抵。据此，可选的，施力组件20包括施力杆21和压盘22，压盘22一端与施力杆21的端部连接，压盘22的另一端与混凝土试件2的轴向的端部相抵。即，施力杆21作为施力部件，压盘22与施力杆21的底端连接，且压盘22用于与混凝土试件2的顶面相抵。在施力杆21带动压盘22远离混凝土试件2方向移动时，施力杆21和压盘22中的至少一者在移动时可带动固定件11移动。

具体的，施力杆21和压盘22中的至少一者在移动时可带动固定件11移动，例如，压盘22与施力杆21的连接面可以作为与固定件11相互卡合的第一连接端，在固定件11上可以设置有与压盘22连接面相抵的第二连接端，在施力组件20朝向远离混凝土试件2方向移动过程中，第一连接端和第二连接端相抵，从而使得压盘22带动固定件11朝向上侧运动；又或者，在施力杆21上额外设置有第一连接端与固定件11的第二连接端相配合，使得施力杆21带动固定件11朝向上侧运动，本实施例对此不做限制。

其中，当需要使得施力组件20的第一连接端与固定件11的第二连接端相抵并带动其移动，可选的，固定件11包括固定盘111和连接杆112，固定盘111的一端与混凝土试件2的轴向的一端固定连接，固定盘111的另一端的周侧上背离混凝土试件2的一侧与连接杆112连接，连接杆112与至少部分施力组件20相抵，以使施力组件20带动固定件11移动。

其中，固定盘111与混凝土试件2的上侧固定，固定件11通常是固定在混凝土试件2的顶面的，并通过混凝土试件2上的螺纹开孔等与混凝土试件2内的钢筋结构等连接，从而保证连接的稳定性。在固定件11的上侧设置有连接杆112，连接杆112是可以与至少部分施力组件20相抵的，在施力组件20朝向上侧移动时，施力组件20带动连接杆112朝向上方移动。

在本实施例中，若需要使得连接杆112与至少部分施力组件20相抵，从而施力组件20可以带动连接杆112朝向上侧移动，可选的，连接杆112的一端朝向固定盘111的轴心方向伸出有第一连接端1122，施力组件20具有第二连接端23，施力组件20远离混凝土试件2方向移动时，第一连接端1122与第二连接端23相互卡合。

其中，第一连接端1122是设置在连接杆112的第一端，且朝向固定盘111的轴心方向伸出，即连接杆112和第一连接端1122构成l型结构。第一连接端1122是与施力组件20上的第二连接端23相互配合的。

为了保证固定盘111与连接杆112连接的稳定性，固定盘111和连接杆112可以一体浇筑成型，固定盘111和连接杆112也可以可拆卸连接。考虑到施力组件20运行时的高压高拉力状态，固定盘111和连接杆112的连接部需要保证能够承受较大的载荷。可选的，连接杆112另一端(即与第一端相对的第二端)开设有螺纹孔1121，固定盘111上设置有与螺纹孔1121对应的过孔1111，螺纹件穿过过孔1111与螺纹孔1121螺纹连接。

另外，为了保证施力组件20可以带动固定件11整体更好的移动，可选的，连接杆112设置有多个，多个连接杆112在固定盘111外侧的周向上均匀并间隔设置。

图2为本发明另一实施例提供的一种试验装置的结构示意图。如图2所示，可选的，第二连接端23设置在压盘22上朝向施力杆21的一侧，压盘22的最大直径大于每两个相对的第一连接端1122之间的距离，即在压盘22朝向上侧运动时，可以保证压盘22上的第二连接端23与第一连接端1122相配合。

在本实施例中，第二连接端23可以为设置在压盘22上侧面的卡槽，卡槽与第一连接端1122相对应，第一连接端1122卡设在卡槽内避免产生位移，同时能提供更高的承载力；第二连接端23也可以为与第一连接端1122相配合的平面，可以保证对第一连接端1122相配合抵接即可，本实施例对此不做限制。

如图1所示，在本发明提供的另一实施例中，可选的，第二连接端23设置在施力杆21的一端，其中，第二连接端23可以为连接卡台，连接卡台固定在施力杆21的周侧，连接卡台的最大直径大于压盘22的直径，且连接卡台的最大直径大于每两个相对的第一连接端1122之间的距离，从而保证连接卡台的外沿可以与第一连接端1122相互配合抵接。

在本发明提供的上述实施例中，可选的，还包括形变检测装置30，形变检测装置30套设在混凝土试件2的外侧，形变检测装置30用于检测混凝土试件2的形变，从而得到混凝土试件2的轴向抗压性能和轴向抗拉性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。