仪b的温度数据传送端连接加热控制器c的相应的信号10端，根据温控仪b传送的 温度数据，加热控制器c对加热线圈313-10输出适合的电压、电流，使得加热线圈313-10 发热，对外体现设定温度，提供设定的真实环境的模拟。
[0196] 如果要提供低温，加热装置停止工作，冷却装置启动，制冷管313-9中循环制冷 剂，冷却恒温箱中的介质d乙二醇水溶液，栗313-7工作，向固定夹头、活动夹头和侧模板的 空腔内输送冷却介质，也可以同时向环境箱中设置的换热器中输送。栗313-7作为执行机 构，其启动和停止以及转速受到温度控制单元的控制，提供所需要的温度。
[0197]为了测定试件的温度，可以将温度传感器插设在试件中，一般的将监测试件的温 度传感器插设在试件的轴心线处。为此，在侧模板313以及固定夹头和活动夹头等各个模 板上均可以有模板测温孔1个，如图1所示的实施例中，侧模板上设一个测温孔313-11。上 模板314-1另布置有三个试件测温孔314-2,用于将温度传感器插装到试件C内部或表面， 温度传感器分布在试件长度1/4、1/2和3/4处。
[0198]上模板上设置有上模板提手314-2。
[0199]上模板平放置在试件上方，可以自由拆卸与安装，循环液连接处介质入口 313-5 和介质出口 313-6采用软管连接，拆卸与安装时不用拆卸软管，保证密封可靠不漏液。
[0200] 为保证温度传递均匀，模板内部的栅格结构，限制液体在内部的流动形态，试件的 上下左右四块空心模板内部为同程循环液；PID精确计算控制加热与制冷装置，保证精细 的冷热补偿，控制输入模板循环液的流量，使循环液的温度满足试验的各种要求。
[0201] 使环境箱的温度满足试验的各种要求。环境箱壳体采用不锈钢材质，内部填充保 温材料，密封严实无变形，厚度为150_。
[0202] 保温环境箱将试件、模板、夹头及部分约束轴包裹在内部。
[0203]除了含制冷机组、加热装置之外，还可以包括空气加湿装置即加湿器、降雨装置即 喷淋装置、风速装置即风扇装置，其原理图如图12所示。
[0204]真实环境模拟系统还包括太阳辐射装置即电灯泡。
[0205]模拟大气自然环境，上述各装置设置在环境箱中，例如，环境箱2的箱壁上设孔， 连接管路，该管路连接送气、送汽、送风和喷水装置中的至少一种。所述环境箱的箱壁上设 孔，在孔中设置模拟太阳照射的灯具构成太阳辐射调节系统。在环境箱中设置湿度传感器、 风速传感器和太阳辐射传感器。
[0206]相对应地，为了模拟真实环境，除了温度控制单元之外，还设置了湿度控制单元控 制加湿器的启闭或加湿强度；设置降雨控制单元控制喷淋装置的启闭和流量；设置风速 控制单元控制风扇的启闭和转速，设置太阳辐射装置控制单元控制电灯泡的启闭和亮度。 这些控制装置也可以同时设置在辅助试验机B中。
[0207] 上述的执行机构的控制单元可以都包含在控制系统D1中，其流程图如图11和图 12所示。
[0208] 如果要增加太阳辐射的模拟，可以在环境箱上开孔，设置电灯泡。
[0209] 各个控制单元与计算机D的关联关系以太阳辐射为例说明如下：电灯泡的开关即 为执行机构，相应地，在环境箱中设置太阳辐射传感器，控制系统D1中或单独地设置太阳 辐射控制单元关联开关，该太阳辐射控制单元又受控于计算机D中设定的真实环境参数而 执行闭合和断开以及强弱调节等操作。
[0210] 计算机D根据设定的真实环境模拟系统的各个参数与相关传感器采集的数据比 对结果，给各个控制单元指令，或启动或停止各个执行机构或调整其程度。由此，即可在环 境箱中模拟出各种真实环境，让试件的各种试验在特定的环境中进行。
[0211] 计算机D通过采集包括温度传感器、位移/变形传感器和应力传感器的信息，可以 进行如图13所示的试验功能：约束应力、自由变量、弹性模量、变形分离和混凝土徐变，如 果试块是直接将混凝土浇注在试验机中，就可以对于混凝土进行从凝固到开裂全过程的试 验和评价。
[0212] 在本发明中，模拟真实环境系统中主要的气温控制系统，可以有两部分，一部分是 在环境箱体上设置，另一部分在试件容置固定装置上设置。在环境箱上设置，更多的是模拟 真实环境中的气温，而在试件容置固定装置上设置，能在短时间内模拟出真实环境中例如 混凝土大坝的温度。现有技术中的试验装置中都没有如此全面的气温控制系统。
[0213] 在本发明中，能够直接将混凝土浇注在试件容置固定装置的混凝土试件容置空间 中，这样，就可以在模拟的真实环境中测试混凝土从稀态到凝固再到硬化全过程的膨胀变 形和应力的变化，这样的测试对于例如大坝从浇筑、凝固到硬化全过程的应力、应变在不同 环境条件下都可以进行测试，获得全面的数据，为大坝的设计、施工提供宝贵的信息。现有 技术中的试验装置都没有想到也做不到这种全过程的测试。当然，本发明提供的试验装置 中的试件容置固定装置也可以对已经制成的混凝土试件进行测试。
[0214] 如图1所示，本发明提供的试验装置中的辅助试验机F，包括一个环境箱，即包括 一个试件容置腔用于放置与所述主试验机中试验的试件相同的试件，作为一个实施例，该 试件容置腔中设置所述温度调节装置，也设置湿度调节装置、太阳辐射调节装置、降雨调节 装置和风速调节装置；该试件容置腔中设置温度传感器，还设置湿度传感器、太阳辐射传感 器、降雨传感器和风速传感器，各个所述传感器与所述计算机连接，该控制系统D1连接所 述调节装置而调节所述试件容置腔内环境参数与所述主试验环境箱相同；该试件容置腔中 还设置位移/变形传感器以感知试件的变形。
[0215] 辅助试验箱中的环境参数与主试验箱相同，其中设置一个放置试件的底面，使得 试件可自由变形，其中设有真实环境模拟系统，该模拟系统至少包括一气温调节系统，其是 设置在所述环境箱中和/或试件上的加热或冷却装置；还包括温度传感器和位移/变形传 感器，所述温度传感器设置在所述试件上和/或环境箱中；所述位移/变形传感器设置在试 件上，与主试验箱相同；各个所述传感器的的信号输出端与计算机相关联。
[0216] 辅助试验机且在试件与机器底板摩擦系数足够小条件下，测量与主试验机同温度 条件下辅试件的自由变形，同温度条件平行试验机，使试验数据具备完整性。
[0217] 本发明提供的试验装置，基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置和方法是通 过以下方式加以实现的：
[0218] (1)在混凝土试验试件制作完成和相应设备准备完成条件下，启动计算机控制系 统即计算机，进行相关参数设置；开启真实环境模拟系统，填写工程所在地的月平均气温、 水温、云量、晴天太阳辐射热、云量、炜度和混凝土表面放热系数等参数，根据试验需要启动 相关环境因素的模拟，环境温度/湿度/降雨/风速/太阳辐射；
[0219] (2)计算机根据各传感器测得混凝土的温度、位移和变形，得出真实环境模拟条件 下的混凝土自由变量，测量自由变形的具体操作可以是：试件固定在固定夹头和活动夹头 之间，由于温度等变化，当试件出现膨胀或收缩时，设置的应力传感器即显示出应力值，控 制系统即启动动力装置，使得直线运动机构在变形方向相同的方向运动直至应力传感器显 示应力值为零，从位移/变形传感器获得此时的自由变形量，测自由变量为混凝土多种变 形（温度变形、自生体积变形和徐变等）进行分离做出准备；
[0220] (3)通过计算机、控制系统如温度控制单元、位移/变形控制单元、加载控制单元 和相应传感器，对试件可移动端的自由变形进行控制，根据自由变形和控制减小的变形，可 测得真实环境模拟条件下各时刻不同约束程度情况下的混凝土温度应力，包括使位移减小 为零时的应力，即全约束条件下的温度应力；
[0221] (4)通过计算机、控制系统如温度控制单元、位移/变形控制单元、加载控制单元 和相应传感器，对试件可移动端的自由变形进行一次控制，每隔一定的时间间隔，对位移/ 变形做一次改变，同时采集相应的应力变化，得出该时刻的弹性模量，如此反复，可得到真 实环境模拟条件下混凝土在整个发展过程的弹性模量；
[0222] (5)根据混凝土热膨胀系数α和数据采集系统得到的温度变化AT(t)，可以得出 真实环境模拟条件下混凝土的纯温度变形，结合测得的自由变形，即可得出其他变形，主要 包括自生体积变形和干缩变形；
[0223] (6)根据测得的混凝土弹性模量和自由变形，可计算出真实环境模拟条件下不受 徐变影响时混凝土应力，启动计算机控制系统、位移/变形控制单元、加载控制单元和相应 的传感器，对混凝土变形进行控制，使其变形为零，这时测得应力和不受徐变影响时的应力 之差则为真实环境模拟条件下徐变引起的应力；
[0224] (7)启动数据处理系统，结合所有试验数据和数据曲线，当出现应力和位移曲线上 出现突变时，表示混凝土开裂，这时刻的混凝土的相关温度、应力、位移和变形参数可以作 为真实环境温度条件下的开裂指标，为混凝土抗裂性能评价提供试验参考。
[0225] 所述自由约束的具体操作为：试验装置将混凝土试件的两端夹紧，一端固定，一端 可控制移动，真实环境模拟条件下，将混凝土可控制端不加荷载，通过设定时间间隔（t)的 计算机控制系统、位移/变形控制系统和加载系统，使其自由位移为μ(t)，即为t时刻混凝 土的自由变量ε(t)。
[0226] 所述约束应力的具体操作是：试验装置将混凝土试件的两端夹紧，一端固定，一端 可控制移动，真实环境模拟条件下，混凝土试件可移动端的自由位移为μ(t)，根据实际需 要，通过计算机控制系统、位移/变形控制单元和加载系统，对试件可移动端的位移进行减 小，这时所述应力传感器测得各时刻不同约束程度即为约束系数f(t)情况下的混凝土温 度应力σ⑴；
[0227] 可移动端减小的位移为：
[0228] f(t)Xμ(t) (6)
[0229] 式中，t为时间，f(t)为t时的混凝土约束系数，μ(t)为混凝土试件可移动端的 自由位移。
[0230] 所述弹性模量具体操作为：具体地，在计算机控制系统中设置时间间隔，每隔时间 间隔，通过位移控制系统对试件可移动端做一次位移变化，根据应力传感器测出这个位移 变化导致的应力变化，对该试件进行弹性模量试验。
[0231] 每隔Λt时间，通过位移/变形控制系统对试件和加载系统对可移动端做一次位 移变化Αμ(t)，得出变形△ε(t)，根据应力传感器测出的应力变化量为△ 〇 (t)，则t时 刻的混凝土弹性模量为：
[0232]
(.?:):
[0233] 根据设计的时间间隔，计算机控制系统自动地测量不同时刻的混凝土弹性模量