一种混凝土受拉应力应变全曲线试验测试装置

1.本发明涉及混凝土力学性能测试的技术领域，具体涉及一种混凝土受拉应力应变全曲线试验测试装置。


背景技术：

2.混凝土材料的受拉全曲线测试，受到混凝土材料自身力学性能的影响，要求加载装置的控制精度很高，且具有高精度液压伺服控制系统的位移控制能力，才能测得下降段的应力应变关系，难度很大，一般加载装置难以实现。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种混凝土受拉应力应变全曲线试验测试装置，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
4.一种混凝土受拉应力应变全曲线试验测试装置，包括试件制备装置及试件装夹装置，其中：
5.所述试件制备装置用于在进行上述试验前实现对混凝土试验试件的浇注制备；
6.所述试件装夹装置用于在进行上述试验时实现对混凝土试验试件的装夹固定。
7.优选的，所述试件制备装置包括成型壳、成型管、密封圈、压合板及螺纹杆，所述成型壳设有四个且呈圆形阵列分布，所述成型壳为角钢型结构且竖直设置，所述成型壳的两侧棱边处分别设有凸装条及凹装片，相邻两个成型壳上的凸装条与凹装片能够彼此相互配合，所述成型管设有一对并对称设于成型壳的上下两侧，所述成型管为方形管且在靠近成型壳的一侧均匀分布有等腰梯形的过渡片，所述过渡片与成型壳之间通过铰链活动连接，所述密封圈设有一对并对称设于成型壳的上下两端，所述密封圈在靠近成型壳的一侧设有能与全部成型壳间隙配合的插装槽一，所述密封圈在靠近成型管的一侧设有能与其上全部过渡片间隙配合的插装槽二，所述压合板设有一对并对应设于两个成型管的外侧，所述压合板在靠近成型管的一侧居中设有能够与成型管间隙配合的定位槽，所述压合板的各个拐角处均设有导向孔，所述螺纹杆设有若干个并呈圆形阵列分布，所述螺纹杆竖直设置并穿装在同轴分布的上下两个导向孔之中，所述螺纹杆的两端均螺纹连接有一个手拧螺帽。
8.优选的，所述试件装夹装置包括加载板及压缩弹簧，所述加载板设有一对且上下平行分布，所述加载板的左右两端对称设有t型的安装槽，所述压缩弹簧设有一对且左右平行分布，两个压缩弹簧的拉伸刚度之和大于混凝土试验试件的拉伸刚度，所述压缩弹簧的原长与混凝土试验试件的高度保持一致，所述压缩弹簧的上下两端均焊接有一个t型的安装块，所述安装块能够对应滑动插装于安装槽之中，所述加载板的中间段均匀设有连接孔，并在每个连接孔处均插装有一个螺栓。
9.优选的，所述压合板在定位槽之中均匀设有螺纹孔，并在每个螺纹孔处均螺纹连接一个成型柱，所述成型柱通过热缩性材料或者热熔性材料制得，所述成型柱的外伸段螺纹连接有限位螺帽。
10.优选的，所述加载板在安装槽的前后两侧同轴设有一对销轴孔一，所述安装块的前后两侧同轴设有一对销轴孔二，处于同轴分布的销轴孔一与销轴孔二之间通过一个销轴相连接。
11.与现有技术相比，本发明中的混凝土受拉应力应变全曲线试验测试装置具有以下优点：
12.1、对于试件制备装置：通过四个成型壳的拼接组合能够浇注成型出混凝土试验试件的中间试验段部分，通过两个成型管可以浇注成型出混凝土试验试件的两端连接段部分，通过成型管上的四个过渡片可以浇注成型出混凝土试验试件上的试验段与连接段的过渡段部分，通过压合板上的多个成型柱可在混凝土试验试件的连接段上成型出固定孔。
13.2、对于试件装夹装置：本实验方法采用一般拉力试验机，设计了试件装夹装置，对称配置了两个刚度较大的压缩弹簧，每个压缩弹簧的刚度大于混凝土试验试件抗拉刚度的一半以上。在压缩弹簧与混凝土试验试件共同受力的情况下，压缩弹簧的变形滞后于混凝土试验试件的变形，在卸载时，可以削减试件装夹装置的弹性变形恢复带来的冲击效应，避免混凝土试验试件的卸载过程中的冲击效应，进而可以测得卸载阶段的变形曲线。
附图说明
14.图1为本发明中的试件制备装置整体装配的结构示意图。
15.图2为本发明中的试件制备装置整体爆炸的结构示意图。
16.图3为试件制备装置中的成型壳的结构示意图。
17.图4为试件制备装置中的成型管的结构示意图。
18.图5为试件制备装置中的密封圈的结构示意图。
19.图6为试件制备装置中的压合板的结构示意图。
20.图7为本发明中的试件装夹装置整体装配的结构示意图。
21.图8为本发明中的试件装夹装置整体爆炸的结构示意图。
22.图9为本发明中的混凝土试验试件的结构示意图。
23.其中：
24.10-试件制备装置；101-成型壳；1011-凸装条；1012-凹装片；102-成型管；103-过渡片；104-密封圈；104a-插装槽一；104b-插装槽二；105-压合板；105a-定位槽；105b-螺纹孔；105c-导向孔；106-成型柱；107-限位螺帽；108-螺纹杆；109-拧紧螺帽；
25.20-试件装夹装置；201-加载板；201a-安装槽；201b-销轴孔一；201c-连接孔；202-压缩弹簧；203-安装块；203a-销轴孔二；204-销轴；205-螺栓；
26.30-混凝土试验试件；301-试验段；302-连接段；302a-固定孔；303-过渡段。
具体实施方式
27.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
28.如图1至图9所示，一种混凝土受拉应力应变全曲线试验测试装置，包括试件制备装置10及试件装夹装置20，其中：
29.所述试件制备装置10用于在进行上述试验前实现对混凝土试验试件30的浇注制
备；
30.所述试件装夹装置20用于在进行上述试验时实现对混凝土试验试件30的装夹固定。
31.在本实施例中，所述试件制备装置10包括成型壳101、成型管102、密封圈104、压合板105及螺纹杆108，所述成型壳101设有四个且呈圆形阵列分布，所述成型壳101为角钢型结构且竖直设置，所述成型壳101的两侧棱边处分别设有凸装条1011及凹装片1012，相邻两个成型壳101上的凸装条1011与凹装片1012能够彼此相互配合，所述成型管102设有一对并对称设于成型壳101的上下两侧，所述成型管102为方形管且在靠近成型壳101的一侧均匀分布有等腰梯形的过渡片103，所述过渡片103与成型壳101之间通过铰链活动连接，所述密封圈104设有一对并对称设于成型壳101的上下两端，所述密封圈104在靠近成型壳101的一侧设有能与全部成型壳101间隙配合的插装槽一104a，所述密封圈104在靠近成型管102的一侧设有能与其上全部过渡片103间隙配合的插装槽二104b，所述压合板105设有一对并对应设于两个成型管102的外侧，所述压合板105在靠近成型管102的一侧居中设有能够与成型管102间隙配合的定位槽105a，所述压合板105的各个拐角处均设有导向孔105c，所述螺纹杆108设有若干个并呈圆形阵列分布，所述螺纹杆108竖直设置并穿装在同轴分布的上下两个导向孔105c之中，所述螺纹杆108的两端均螺纹连接有一个手拧螺帽109。通过四个成型壳101的拼接组合能够浇注成型出混凝土试验试件30的中间试验段301部分，通过两个成型管102可以浇注成型出混凝土试验试件30的两端连接段302部分，通过成型管102上的四个过渡片103可以浇注成型出混凝土试验试件30上的试验段301与连接段302的过渡段303部分，通过压合板105上的多个成型柱106可在混凝土试验试件30的连接段302上成型出固定孔302a。
32.在本实施例中，所述试件装夹装置20包括加载板201及压缩弹簧202，所述加载板201设有一对且上下平行分布，所述加载板201的左右两端对称设有t型的安装槽201a，所述压缩弹簧202设有一对且左右平行分布，两个压缩弹簧202的拉伸刚度之和大于混凝土试验试件30的拉伸刚度，所述压缩弹簧202的原长与混凝土试验试件30的高度保持一致，所述压缩弹簧202的上下两端均焊接有一个t型的安装块203，所述安装块203能够对应滑动插装于安装槽201a之中，所述加载板201的中间段均匀设有连接孔201c，并在每个连接孔201c处均插装有一个螺栓205。
33.在本实施例中，所述压合板105在定位槽105a之中均匀设有螺纹孔105b，并在每个螺纹孔105b处均螺纹连接一个成型柱106，所述成型柱106通过热缩性材料或者热熔性材料制得，所述成型柱106的外伸段螺纹连接有限位螺帽107。上述设计能够方便成型柱106与混凝土试验试件30的分离。
34.在本实施例中，所述加载板201在安装槽201a的前后两侧同轴设有一对销轴孔一201b，所述安装块203的前后两侧同轴设有一对销轴孔二203a，处于同轴分布的销轴孔一201b与销轴孔二203a之间通过一个销轴204相连接。上述设计能够方便更换符合试验要求的压缩弹簧202。
35.这种混凝土受拉应力应变全曲线试验测试装置在实际应用时：
36.1、对于试件制备装置10：通过四个成型壳101的拼接组合能够浇注成型出混凝土试验试件30的中间试验段301部分，通过两个成型管102可以浇注成型出混凝土试验试件30
的两端连接段302部分，通过成型管102上的四个过渡片103可以浇注成型出混凝土试验试件30上的试验段301与连接段302的过渡段303部分，通过压合板105上的多个成型柱106可在混凝土试验试件30的连接段302上成型出固定孔302a。
37.2、对于试件装夹装置20：将制备的混凝土试验试件30竖直设于两个加载板201之间，并通过各自的螺栓205相连接。在试验过程中，分为上升段和下降段两个过程，加载上升段过程，由于混凝土试验试件30的刚度小于两个压缩弹簧202刚度的和，所以混凝土试验试件30的变形受到压缩弹簧202的约束；混凝土试验试件30受拉变形稳步增长；荷载达到混凝土试验试件30抗拉强度的峰值后，开始卸载，试件装夹装置20的受拉弹性变形将要恢复，使得受拉混凝土试验试件30的受拉变形瞬间增大，同时也带动了受拉压缩弹簧202的变形，由于压缩弹簧202的刚度和大于混凝土试验试件30的刚度，所以可以部分或全部抵消试件装夹装置20的弹性恢复变形，使混凝土试验试件30的受拉变形不受试件装夹装置20弹性恢复带来的变形增加的影响，可以测得下降段的全曲线。
38.因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。