一种测定混凝土内部应变的装置及其测定方法与流程

本发明属于混泥土应变测定技术领域，具体涉及一种测定混凝土内部应变的装置，还涉及一种测定混凝土内部应变的方法。

背景技术：

混凝土作为一种十分普及的建筑材料，在我国的工程领域有着广泛的应用。以混凝土作为组成部分，形成了大量的结构或构件形式，如钢筋混凝土结构、型钢混凝土组合结构、钢管混凝土结构等。工程试验经常对上述结构或构件进行力学性能试验研究，其中，通过测定应变变化及分布规律，来探究结构或构件力学的行为是常用的研究手段。通常采用在混凝土外部黏贴电阻应变片的方式，电阻应变片价格低廉，测量精度较好，被结构试验广泛的应用。

目前，对于混凝土一般仅测定外部表面的应变，而混凝土作为一个实体结构，仅通过表面应变来反应整个截面的应力情况，显然是不合适的，尤其当遇到应力分布不均匀的情况，就需要对混凝土内部截面上的应变进行测量。通常地，混凝土结构内部应变通常采用光纤检测方法，需要在混凝土内部埋设光纤传感器，光纤传感器价格昂贵，不能重复使用，并且只能测试单点的混凝土应变。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种测定混凝土内部应变的装置，能够连续测定多点混凝土应变，并且价格低廉。

本发明的目的还在于提供一种测定混凝土内部应变的方法。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种测定混凝土内部应变的装置，包括胶基板，胶基板上等间距设置有多个并列的大通孔，大通孔用以使得混凝土粗骨料通过，胶基板上设置有多个小通孔，小通孔均匀排布在每个大通孔周围，小通孔用以使得混凝土细骨料通过，胶基板上固定有应变片，应变片位于每相邻的两个大通孔之间，应变片通过导线与数据采集仪连接。

本发明的特点还在于，

应变片表面涂抹有胶状保护层。

胶基板两侧边对称开设有多个u型凹槽，每个u型凹槽位于相邻的两个大通孔之间。

应变片的数量为2—4个。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种测定混凝土内部应变的方法，使用如上所述的一种测定混凝土内部应变的装置，具体按照以下步骤实施：

步骤1、利用夹板夹持胶基板，将夹板通过固定件固定在混凝土浇铸装置支架上，根据测试不同种类的应力方向转动胶基板；

步骤2、从应变片上的连接端子引出导线，使得导线延伸至混凝土浇铸装置外部；

步骤3、浇铸混凝土，待混凝土养护结束后，连接导线至数据采集仪，进行混凝土内部应变测试。

步骤1中根据测试不同种类的应力方向转动胶基板是指：当测试混凝土内部拉应力或压应力时，转动胶基板至水平或竖直方向，当测试混凝土内部剪切应力时，根据所需测试角度转动胶基板。

本发明的有益效果是：本发明的一种测定混凝土内部应变的装置，制作简单，成本低廉，通过在胶基板上开设通孔，方便混凝土浆料贯通，并能够与混凝土形成一体，与混凝土内部形变保持一致有利于测试准确，在胶基板上固定有应变片对混凝土内部应变进行测量，根据需要在混凝土内部不同位置设置多个胶基板，对混凝土内部多点应变，解决了传统光纤检测方法需要在混凝土内部埋设光纤传感器，光纤传感器价格昂贵，不能重复使用，并且只能测试单点的混凝土应变的问题。

附图说明

图1是本发明一种测定混凝土内部应变的装置的结构示意图；

图2是本发明一种测定混凝土内部应变的装置与固定件连接示意图；

图3是利用本发明一种测定混凝土内部应变的装置测定混泥土试块内部拉应变和压应变的关系图。

图中，1.胶基板，2.大通孔，3.应变片，4.小通孔，5.夹板，6.固定件，8.数据采集仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种测定混凝土内部应变的装置结构如图1所示，包括胶基板1，胶基板1上等间距设置有多个并列的大通孔2，大通孔2用以使得混凝土粗骨料通过，胶基板1上设置有多个小通孔2，小通孔2均匀排布在每个大通孔2周围，小通孔4用以使得混凝土细骨料通过，胶基板1上固定有应变片3，应变片3位于每相邻的两个大通孔2之间，应变片3通过导线与数据采集仪8连接。

进一步地，为了避免在混凝土浇铸过程中损坏应变片，应变片3表面涂抹有胶状保护层。

进一步地，为了防止胶基板在浇筑混凝土的过程中位置发生改变，进而影响测试精度，胶基板1两侧边对称开设有多个u型凹槽，每个u型凹槽位于相邻的两个大通孔2之间，固定件与u型凹槽卡接进一步固定胶基板。

进一步地，为了保证胶基板与混凝土之间的整体性，混凝土的应变与胶基板的应变一致，根据测试要求，设置不同数量的应变片3，一般每相邻的两个大通孔2之间应变片3的数量为2—4个。

一种测定混凝土内部应变的方法，使用如上所述的一种测定混凝土内部应变的装置，具体按照以下步骤实施：

步骤1、如图2所示，利用夹板5夹持胶基板1，将夹板5通过固定件6固定在混凝土浇铸装置支架上，根据测试不同种类的应力方向转动胶基板1；

步骤2、从应变片3上的连接端子引出导线，使得导线延伸至混凝土浇铸装置外部；

步骤3、浇铸混凝土，待混凝土养护结束后，连接导线至数据采集仪8，进行混凝土内部应变测试。

步骤1中根据测试不同种类的应力方向转动胶基板是指：当测试混凝土内部拉应力或压应力时，转动胶基板1至水平或竖直方向，当测试混凝土内部剪切应力时，根据所需测试角度转动胶基板1。

实施例

本发明一种测定混凝土内部应变的方法，在浇铸混凝土时，混凝土浆料从上至下贯通胶基板1，夹持胶基板1的夹板5和将胶基板1固定在在混凝土浇铸装置支架上的固定件均具有高强度保证了在混凝土浆料在贯通胶基板1时胶基板1不会被冲掉，胶基板1一般由塑料板制得，塑料板厚度一般为2—6mm，可使得混凝土浆料在贯通胶基板1时不会损坏胶基板1和发生明显变形，在胶基板1上开通大通孔2和小通孔4分别使得混凝土的粗骨料和细骨料贯通，在混凝土浇铸成型时胶基板1与混凝土形成一个整体，并且胶基板1与混凝土变形一致，通过两个大通孔2之间的应变片3或者可采用应变花对混凝土应变进行测试，在测试混凝土内部剪切应力时，当明确方向时，选择胶基板1上的应变片3与胶基板1边沿平行的胶基板1，当不明确方向时选择胶基板1上的应变片3与胶基板1边沿呈一定角度设置的胶基板1。

利用本发明一种测定混凝土内部应变的装置对混凝土内部进行应力测试，实验具体过程：

利用夹板夹持第一个胶基板，水平放置固定在混凝土浇铸装置支架上，利用夹板夹持第二个胶基板，垂直放置在固定在混凝土浇铸装置支架上，浇铸150mm×150mm的混凝土试块成型，连接数据采集仪，水平放置在混凝土试块的第一个胶基板用以测得混凝土内部的拉应变，垂直放置在固定在混凝土试块的第二个胶基板用以测得混凝土内部的压应变。

测得的拉应变和压应变的关系如图3所示，由图3可知，混凝土试块轴心压力下内部材料的压应变与拉应变的比值均在在0.2左右，符合混凝土泊松比实际情况，证明本发明装置和该测试方法简单有效。

本发明的优点是显而易见的，主要表现在：

(1)本发明一种测定混凝土内部应变的装置，在胶基板上开设通孔以及粘贴应变片，结构新颖，加工简便，使用方便成本低廉，安全实用；

(2)本发明一种测定混凝土内部应变的装置，通过在胶基板上开设通孔，方便混凝土浆料贯通，并能够与混凝土形成一体，与混凝土内部形变保持一致，提高了实验的准确性；

(3)本发明一种测定混凝土内部应变的方法，根据测试需要在混凝土内部不同位置设置多个胶基板，可对混凝土内部多点应变。