一种碾压混凝土抗剪强度单向斜切法原位检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种碾压混凝土抗剪强度单向斜切法原位检测装置。

背景技术：

随着我国水利事业的发展，碾压混凝土坝日益增多，碾压混凝土的抗剪强度直接关系着大坝的稳定性分析，因此，碾压混凝土进行原位抗剪强度试验是一项非常重要的工作。

目前，原位抗剪强度试验主要采用双面剪切平推的方法：在混凝土顶面竖直方向，采用液压千斤顶，施加法向荷载，一般采用加重块（如铁块、混凝土块等）作为反力系统，在水平方向，采用液压千斤顶，施加剪切向荷载，进行检测。该方法的不足之处：由于反力系统需要大量的加重块（如铁块、混凝土块等），工作强度及所需场地大，安全要求高，劳动效率低。因此，需要设计创造。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种实用性强、检测准确、设计合理的碾压混凝土抗剪强度单向斜切法原位检测装置，该装置能够解决现有方法工作强度及所需场地大、安全要求高、劳动效率低的问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种碾压混凝土抗剪强度单向斜切法原位检测装置，包括位于碾压混凝土矩形坑中的含有切割槽的抗剪强度试样；所述抗剪强度试样上依次布设受力钢垫板、油压千斤顶、球形支座、反力钢板；所述油压千斤顶通过压力管与油压泵连接。本实用新型通过检测装置，对抗剪强度试样施加水平荷载并在切割槽斜切面分解为斜切荷载与法向荷载，直至抗剪强度试样在切割槽斜切面破坏，读取最大值，并通过调节切割槽斜切面角度，读取并计算若干个最大值下对应的斜切荷载与法向荷载，进而求出抗剪强度指标。

进一步，所述矩形坑，宽度不小于500mm，高度350mm，长度满足操作要求。

进一步，所述抗剪强度试样，为矩形体，宽度290mm，高度350mm，长度不小于350mm，顶面与碾压混凝土表面齐平，底面及一个端面与碾压混凝土相连，另一个端面与受力钢垫板接触，顶面与定位钢垫板接触，两个侧面与相应矩形坑侧壁距离相等。

进一步，所述切割槽，宽度0.5mm~2mm，深度10mm，包括上部切割槽、下部切割槽及中部切割槽；上部切割槽侧面与抗剪强度试样端面平行，表面与抗剪强度试样顶面同一平面；下部切割槽顶面及底面与抗剪强度试样顶面平行，表面与抗剪强度试样端面同一平面，下部切割槽顶面与抗剪强度试样顶面距离280mm；中部切割槽表面与抗剪强度试样侧面同一平面，两端分别与上部切割槽、下部切割槽连接，中部切割槽与抗剪强度试样顶面角度α=25°~65°。

进一步，所述受力钢垫板，为矩形板，厚度不小于20mm，侧面与抗剪强度试样侧面同一平面，顶面与定位钢垫板底面垂直固定连接，底面与下部切割槽顶面同一平面，一个端面与抗剪强度试样端面接触，另一个端面与油压千斤顶底面接触。

进一步，所述定位钢垫板，为矩形板，厚度不小于20mm，条面与抗剪强度试样侧面同一平面，一个端面与上部切割槽近端侧面同一平面，另一个端面与受力钢垫板远端端面同一平面。

进一步，所述油压千斤顶纵轴与受力钢垫板垂直交点与抗剪强度试样顶面距离145mm，与抗剪强度试样侧面距离145mm；所述油压泵安装具有峰值保存功能的数字压力表。

进一步，所述反力钢板，为矩形板，厚度不小于20mm，长度略小于矩形坑宽度，顶面与碾压混凝土表面齐平，底面置于矩形坑底面，一个端面通过球形支座与油压千斤顶顶面接触，另一个端面与矩形坑坑壁接触。

本实用新型的有益效果：（1）在进行检测过程中，对抗剪强度试样施加水平荷载并在切割槽斜切面分解为斜切荷载与法向荷载，直至抗剪强度试样在切割槽斜切面破坏，读取最大值，并通过调节切割槽斜切面角度，读取并计算若干个最大值下对应的斜切荷载与法向荷载，进而求出抗剪强度指标，检测准确，设计合理；（2）所用仪器设备及零配件，均购置加工组装携带方便，极大的提高了推广价值；（3）只在水平方向，采用液压千斤顶单向加载，竖直方向不加载，不需要大量的加重块（如铁块、混凝土块等）作为反力系统，解决了现有方法工作强度及所需场地大、安全要求高、劳动效率低的问题，为施工验收、设计加固、质量监督等提供技术支撑。

附图说明

图1是本实用新型的使用主视示意图。

图2是本实用新型的使用a-a截面示意图。

图3是本实用新型的使用b-b截面示意图。

图4是本实用新型的使用c-c截面示意图。

图5是本实用新型的使用d-d截面示意图。

图6是本实用新型的使用e-e截面示意图。

图7是本实用新型的使用f-f截面示意图。

图8是本实用新型的使用g-g截面示意图。

图9是本实用新型的使用h-h截面示意图。

图10是本实用新型的使用i-i截面示意图。

图11是本实用新型的抗剪强度试样定位槽割制示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

参照图1-11，一种碾压混凝土抗剪强度单向斜切法原位检测装置，包括位于碾压混凝土7矩形坑12中的含有切割槽5的抗剪强度试样8；所述抗剪强度试样8上依次布设受力钢垫板11、油压千斤顶9、球形支座6、反力钢板10；所述油压千斤顶9通过压力管2与油压泵4连接。本实用新型通过检测装置，对抗剪强度试样8施加水平荷载并在切割槽5斜切面分解为斜切荷载与法向荷载，直至抗剪强度试样8在切割槽5斜切面破坏，读取最大值，并通过调节切割槽5斜切面角度，读取并计算若干个最大值下对应的斜切荷载与法向荷载，进而求出抗剪强度指标。

本实施例所述矩形坑12，宽度500mm，高度350mm，长度500mm。

本实施例所述抗剪强度试样8，为矩形体，宽度290mm，高度350mm，长度350mm，顶面与碾压混凝土7表面齐平，底面及一个端面与碾压混凝土7相连，另一个端面与受力钢垫板11接触，顶面与定位钢垫板1接触，两个侧面与相应矩形坑12坑壁距离均为105mm。

本实施例所述切割槽5，宽度1.5mm，深度10mm，包括上部切割槽、下部切割槽及中部切割槽；上部切割槽侧面与抗剪强度试样8端面平行，表面与抗剪强度试样8顶面同一平面；下部切割槽顶面及底面与抗剪强度试样8顶面平行，表面与抗剪强度试样8与受力钢垫板11接触的端面同一平面，下部切割槽顶面与抗剪强度试样8顶面距离280mm；中部切割槽表面与抗剪强度试样8侧面同一平面，两端分别与上部切割槽、下部切割槽连接，中部切割槽与抗剪强度试样顶面8斜切面角度α=45°。

本实施例所述受力钢垫板11，为矩形板，厚度20mm，侧面与抗剪强度试样8侧面同一平面，顶面与定位钢垫板1底面垂直连接，底面与下部切割槽顶面同一平面，一个端面与抗剪强度试样8端面接触，另一个端面与油压千斤顶9底面接触。

本实施例所述定位钢垫板1，为矩形板，厚度20mm，长度条面与抗剪强度试样8侧面同一平面，一个端面与上部切割槽近端侧面同一平面，另一个端面与受力钢垫板11远端端面同一平面。

本实施例所述油压千斤顶9纵轴与受力钢垫板11垂直交点与抗剪强度试样8顶面距离145mm，与抗剪强度试样8侧面距离145mm，油压泵4安装具有峰值保存功能的数字压力表3。

本实施例所述反力钢板10，为矩形板，厚度30mm，长度490mm，顶面与碾压混凝土7表面齐平，底面置于矩形坑12底面，一个端面通过球形支座6与油压千斤顶9顶面接触，另一个端面与矩形坑12坑壁接触。

本实施例检测步骤如下：（1）采用轨道切割机，配合凿除打磨工具（榔头、扁凿、磨光机等），割制形成矩形坑12和抗剪强度试样8；（2）采用手提云石切割机13，安装切割片14，调整切割片14切割深度为10mm，沿着抗剪强度试样8侧面、端面及顶面切割，形成切割槽5；（3）抗剪强度试样8上依次布设受力钢垫板11和定位钢垫板1、油压千斤顶9、球形支座6、反力钢板10；（4）油压千斤顶9通过压力管2与油压泵4连接，对抗剪强度试样8施加水平荷载并在切割槽5斜切面分解为斜切荷载与法向荷载，直至抗剪强度试样8在切割槽5斜切面破坏，读取最大值；（5）按照步骤（1）~（4），调整切割槽5的斜切面角度α=25°、35°、45°、55°、65°，读取并计算5个最大值下对应的斜切荷载与法向荷载，进而求出抗剪强度指标。