一种可调式界面双剪切测试装置

1.本发明属于混凝土材料性能测试领域，涉及一种可调式界面双剪切测试装置。


背景技术：

2.就土木工程混凝土结构而言，其在服役环境中将不可避免地遭受到外部环境荷载作用，以及自身材料的老化、衰减和疲劳，从而在结构内部产生损伤累积，抗力衰减以至于出现突发事故，造成重大的人员伤亡和经济损失与极坏的社会影响。因此，对待建或已建成的重大工程结构和基础设施进行现场长期的、稳定的结构健康监测和损伤控制监测显得尤为重要。
3.传统混凝土作为结构材料，不具备感知性能，主要通过外设或埋入非本征的传感材料/器而获得感知能力；而智能混凝土是指在普通混凝土中掺加一些具有特定功能的材料，使其具有自感知、自调节和自修复特性的多功能材料，也包括在混凝土中埋入光纤传感器元件，记忆合金或压电驱动元件等具有特殊性能元件的混凝土复合材料。机敏混凝土是智能混凝土研究的初级阶段，只具备了智能混凝土的某一基本特征，如自感应混凝土、自调节混凝土、自修复混凝土等。自感应混凝土是在传统的水泥基复合材料中加入功能性材料(导电相)制成的导电混凝土，使混凝土具备本征自感应功能，其通过自身而不需要额外传感材料/器即具有感知性能，是一种兼具结构和感知功能于一体的结构-功能/智能一体化材料，亦可称之为水泥基传感器。与其它传感器(如电阻应变片、光纤光栅、压电材料等)相比，其与混凝土结构具有天然的相容性和同寿命性，还具有造价低、可大规模布设等特点，可以满足土木工程结构长期健康监测的需要，在损伤健康检测实际工程中具有良好的应用前景，是传统混凝土结构向结构材料智能化发展的一个重点方向。目前保持结构完整性以实现长期和准确的健康监测的关键是植入式水泥基传感器和基质混凝土之间的界面耦合良好。


技术实现要素：

4.本发明提出了一种可调式界面双剪切测试装置，包括两个c型支撑、底座和若干连接件。
5.所述c型支撑是由三块支撑板组成的。所述c型支撑上部的支撑板上设置有螺纹孔。所述c型支撑下部的支撑板横向的两端向下延伸出挡板。
6.所述挡板上设置有供连接件穿过的矩形槽。
7.所述底座是由一块支撑板组成，其横向的两侧设置有滑轨。
8.所述连接件的结构为圆柱体，且一端设有配合底座上滑轨的滑动部件。
9.所述连接件设有滑动部件的一端内置于底座的滑轨中。两个c型支撑开口朝内坐落在底座上，所述c型支撑的下部支撑板搁置在底座上表面。并将连接件穿过矩形槽后用螺母固定。
10.工作时，沿底座长度方向移动两端的c型支撑，使得试件固定在两个c型支撑所形
成的矩形空腔内，用螺母固定连接件，最后用螺钉穿过c型支撑上的螺纹孔对试件两剪切面以外的部分进行限位固定。
11.进一步，所述挡板的竖向高度为c型支撑下部的支撑板厚度与底座的厚度之和。
12.所述矩形槽的高度与底座两侧的滑轨开口竖向高度一致，所述矩形槽的长度小于挡板的长度。
13.进一步，所述滑轨的凹槽为矩形槽、梯形槽、燕尾槽或t形槽。
14.进一步，所述的c型支撑、底座和连接件的材料采用钢、铝合金或铁。
15.本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明可以实现方便、灵活地对玻璃钢、砂浆、钢、铝合金、混凝土等不同材料作为复合材料的不同规格双剪切试验试件进行界面粘结滑移性能测试。本发明通过研究植入式水泥基传感器与基质混凝土之间的界面行为，可以实现长期和准确的健康监测。
附图说明
16.图1为本发明提供的可调式双剪切测试装置的整体示意图；
17.图2为c型支撑结构示意图；
18.图3为底座结构示意图；
19.图4为底座上滑轨的横截面放大图；
20.图5为连接件的结构示意图；
21.图中，c型支撑1、螺纹孔1-1、挡板1-2、矩形槽1-2-1、底座2、滑轨2-1、连接件3、滑动部件3-1、矩形空腔4。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
23.实施例1：
24.参见图1至图5，本实施例公开了一种可调式界面双剪切测试装置，包括两个c型支撑1、底座2和若干连接件3。
25.所述c型支撑1是由三块支撑板组成的。所述c型支撑1上部的支撑板上设置有螺纹孔1-1。所述c型支撑1下部的支撑板横向的两端向下延伸出挡板1-2。
26.所述挡板1-2上设置有供连接件3穿过的矩形槽1-2-1。
27.所述底座2是由一块支撑板组成，其横向的两侧设置有滑轨2-1。
28.所述连接件3的结构为圆柱体，且一端设有配合底座2上滑轨2-1的滑动部件3-1。
29.所述连接件3设有滑动部件3-1的一端内置于底座2的滑轨2-1中。两个c型支撑1开口朝内坐落在底座2上，所述c型支撑1的下部支撑板搁置在底座2上表面。并将连接件3穿过矩形槽1-2-1后用螺母固定。c型支撑1通过连接件3与底座2连接后可沿底座2长度方向上任意滑动，以实现对不同试验试件两剪切面定位。
30.工作时，沿底座长度方向移动两端的c型支撑1，使得试件固定在两个c型支撑1所形成的矩形空腔4内，用螺母固定连接件3，最后用螺钉穿过c型支撑1上的螺纹孔对试件两
剪切面以外的部分进行限位固定。沿底座长度方向移动两端的c型支撑1以调节二者之间的距离为试验对象两界面间的尺寸后用螺母固定连接件3；最后用螺钉穿过c型支撑1上部合适的螺纹孔对试件两剪切面以外部分进行限位固定。
31.所述挡板1-2的竖向高度为c型支撑1下部的支撑板厚度与底座2的厚度之和。
32.所述矩形槽1-2-1的高度与底座2两侧的滑轨2-1开口竖向高度一致，所述矩形槽1-2-1的长度小于挡板1-2的长度。
33.所述滑轨2-1的凹槽为矩形槽、梯形槽、燕尾槽或t形槽。
34.所述的c型支撑1、底座2和连接件3的材料采用钢、铝合金或铁，以保证测试装置具有一定刚度。
35.所述的c型支撑数量为2，开口朝内布置在底座的两端，二者之间的距离取决于待测试件的尺寸。
36.所述的可调式界面双剪切测试装置适用于玻璃钢、砂浆、钢、铝合金、混凝土等不同材料作为复合材料的界面粘结滑移性能测试。
37.实施例2：
38.参见图1至图5，本实施例公开了一种可调式界面双剪切测试装置，包括两个c型支撑1、底座2和若干连接件3。
39.所述c型支撑1是由三块支撑板组成的。所述c型支撑1上部的支撑板上设置有螺纹孔1-1。所述c型支撑1下部的支撑板横向的两端向下延伸出挡板1-2。
40.所述挡板1-2上设置有供连接件3穿过的矩形槽1-2-1。
41.所述底座2是由一块支撑板组成，其横向的两侧设置有滑轨2-1。
42.所述连接件3的结构为圆柱体，且一端设有配合底座2上滑轨2-1的滑动部件3-1。
43.所述连接件3设有滑动部件3-1的一端内置于底座2的滑轨2-1中。两个c型支撑1开口朝内坐落在底座2上，所述c型支撑1的下部支撑板搁置在底座2上表面。并将连接件3穿过矩形槽1-2-1后用螺母固定。c型支撑1通过连接件3与底座2连接后可沿底座2长度方向上任意滑动，以实现对不同试验试件两剪切面定位。
44.工作时，沿底座长度方向移动两端的c型支撑1，使得试件固定在两个c型支撑1所形成的矩形空腔4内，用螺母固定连接件3，最后用螺钉穿过c型支撑1上的螺纹孔对试件两剪切面以外的部分进行限位固定。沿底座长度方向移动两端的c型支撑1以调节二者之间的距离为试验对象两界面间的尺寸后用螺母固定连接件3；最后用螺钉穿过c型支撑1上部合适的螺纹孔对试件两剪切面以外部分进行限位固定。
45.实施例3：
46.本实施例的主要结构同实施例2，所述挡板1-2的竖向高度为c型支撑1下部的支撑板厚度与底座2的厚度之和。
47.所述矩形槽1-2-1的高度与底座2两侧的滑轨2-1开口竖向高度一致，所述矩形槽1-2-1的长度小于挡板1-2的长度。
48.实施例4：
49.本实施例的主要结构同实施例2，所述滑轨2-1的凹槽为矩形槽、梯形槽、燕尾槽或t形槽。
50.实施例5：
51.本实施例的主要结构同实施例2，所述的c型支撑1、底座2和连接件3的材料采用钢、铝合金或铁，以保证测试装置具有一定刚度。
52.所述的c型支撑数量为2，开口朝内布置在底座的两端，二者之间的距离取决于待测试件的尺寸。
53.所述的可调式界面双剪切测试装置适用于玻璃钢、砂浆、钢、铝合金、混凝土等不同材料作为复合材料的界面粘结滑移性能测试。
54.实施例6：
55.参见图1至图5，一种可调式界面双剪切测试装置，主要包括c型支撑1、底座2及连接件3。
56.所述c型支撑1上部设置有固定试件用的螺纹孔1-1，下部前、后两面设置有连接底座2的挡板1-2。
57.所述挡板1-2上设置有矩形槽1-2-1。
58.所述底座2在其前、后两面设置有滑轨2-1。
59.所述滑轨2-1通过连接件3穿过矩形槽1-2-1以连接c型支撑1。
60.所述连接3内置于滑轨2-1。
61.所述的c型支撑1有两个，位于底座2的两端，开口方向均朝内。c型支撑1底部前、后两面沿竖向设置有挡板1-2，且在挡板1-2上设置有矩形槽1-2-1。
62.所述挡板1-2上部与c型支撑1底部平齐，其竖向高度为c型支撑1底部板厚与底座2的厚度之和。
63.所述矩形槽1-2-1的高度与底座2前、后面设置的滑轨2-1开口竖向高度一致，其长度设置小于挡板长度。
64.所述底座2在其前、后两面设置有滑轨2-1。滑轨2-1通过可内置的连接件3穿过矩形槽1-2-1以连接c型支撑1。
65.组装时，先将连接件3内置于底座2的滑轨2-1中。然后将c型支撑1开口朝内放置于底座2的两端，并将连接件3穿过矩形槽1-2-1。沿底座长度方向移动两端的c型支撑1以调节二者之间的距离为试验对象两界面间的尺寸后用螺母固定连接件3。最后用螺钉穿过c型支撑上部合适的螺纹孔对试件两剪切面以外部分进行限位固定。
66.c型支撑1通过连接件3与底座2连接后可沿底座2长度方向上任意滑动，以实现对不同试验试件两剪切面定位。
67.所述的可调式界面双剪切测试装置适用于玻璃钢、砂浆、钢、铝合金、混凝土等不同材料作为复合材料的界面粘结滑移性能测试。
68.所述的c型支撑1数量为2，开口朝内布置在底座2的两端，二者之间的距离取决于待测试件的尺寸。
69.所述的c型支撑1、底座2及连接件3可选取钢、铝合金或铁为材料制作，以保证测试装置具有一定刚度。
70.实施例7：
71.请参考图1至图5，本发明实施例提供的可调式双剪切测试装置，包括c型支撑1、底座2及连接件3；c型支撑1有两个，位于底座2的两端，开口方向均朝内；c型支撑1上部设置有固定试件用的螺纹孔1-1，底部前、后两面沿竖向设置有挡板1-2，且在挡板1-2上设置有矩
形槽1-2-1；挡板1-2上部与c型支撑1底部平齐，其竖向高度为c型支撑1底部板厚与底座2的厚度之和；矩形槽1-2-1的高度与底座2前、后面设置的滑轨2-1开口竖向高度一致，其长度设置小于挡板长度；底座2在其前、后两面设置有滑轨2-1，滑轨2-1通过可内置的连接件3穿过矩形槽1-2-1以连接c型支撑1；组装时，先将连接件3内置于底座2的滑轨2-1中；然后将c型支撑1开口朝内放置于底座2的两端，并将连接件3穿过矩形槽1-2-1；沿底座长度方向移动两端的c型支撑1以调节二者之间的距离为试验对象两界面间的尺寸后用螺母固定连接件3；c型支撑1通过连接件3与底座2连接后可沿底座2长度方向上任意滑动，以实现对不同试验试件两剪切面定位；最后将实验试件放置在c型支撑与底座形成的空间中，用螺钉穿过c型支撑上部合适位置的螺纹孔对试件两剪切面以外部分进行限位固定。
72.本发明主体部分均选用铝合金材料进行制作，螺杆采用市面上通用的即可。
73.本发明c型支撑置于底座上可支撑试件的尺寸为150mm
×
150mm(底部宽度去掉两挡板的厚度)。
74.本发明可研究砂浆、净浆小尺寸试件的水泥基传感器与基质混凝土之间的界面粘结滑移性能。
75.本发明可研究混凝土一级配(骨料最大粒径为20mm)的水泥基传感器与基质混凝土之间的界面粘结滑移性能，水泥基传感器按混凝土三倍骨料粒径设计尺寸为70.5
×
70.5
×
70.5(mm)、100
×
100
×
100(mm)或150
×
150
×
150(mm)。
76.综上所述，在本发明提供的实施例中，所发明的可调式双剪切测试装置可以实现方便、灵活地对不同尺寸的混凝土复合材料进行界面粘结滑移性能测试。
77.本文通过具体实例来说明本发明的原理和实现方式，以上例子的描述仅用于帮助理解本发明的方法和核心思想。需要指出的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明的原则的前提情况下，可以对本发明进行多种改进和修改，这些改进和修改也落入本发明的保护范围内。