一种混凝土内部应变测试的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混凝土内部应变测试的装置和方法。
【背景技术】
[0002] 混凝土是土木工程中广泛应用的建筑材料。在各类荷载作用下，建筑物或构筑物 中的混凝土均有不同程度的变形产生，这些变形较为广泛的分布在混凝土的外表面及其内 部。不管变形出现在混凝土的任何位置，均对建筑物的整体安全以及耐久性产生威胁，因此 有必要测量混凝土在荷载作用下的总体变形情况。根据已有的试验技术，混凝土外表面的 变形（用应变来度量）可以较为简单的借助于混凝土应变片、机械千分尺（表）等手段测 量获得，相关技术已较为成熟。然而，如何获得建筑结构中关键部位处混凝土的内部应变， 是长期困扰诸多学者的一大难题。目前，大多采用的方法是将各式光纤传感器预埋进混凝 土来测量其内部应变情况。光纤式传感器作为一种新型的产品可以混凝土材料内部的应 变和裂纹开裂情况，但是光纤传感器本身体积大（一般小尺寸的也要50_，大尺寸的可达 250_甚至更长）不利于植入、造价高、仅能测试单一方向的变形等特点也逐渐引起了诸多 学者的关注。为改善上述问题，本发明提供了一种利用传统的电阻式应变片进行混凝土内 部应变测试装置及方法，可以实现混凝土内部测点处单轴、双轴应力状态时主应变的测试。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的主要技术问题是提供一种用于测试混凝土构件内部应变大小 的测试装置和方法。利用该装置和方法，可以测试混凝土内部预定位置处的应变大小，从而 有利于研宄混凝土结构在外部荷载作用下的内部变形、开裂等情况。
[0004] 为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种混凝土内部应变测试装置，包括：用 于浇筑混凝土测试试件的模板、至少一个基底片材和连接线；
[0005] 所述基底片材设置于所述混凝土测试试件内部测试点；所述基底片材为粘贴有应 变花并涂覆一层防水胶的铅片；所述应变花引出导线至所述混凝土测试试件外部；所述铅 片的左右两端分别具有一凹陷部，所述铅片的四个顶角分别设有连接孔，所述铅片的左右 两侧靠近所述凹陷部的位置分别设有一握裹力增强孔；
[0006] 所述连接线通过连接孔将基底片材的四个顶角与模板固定。
[0007] 在一较佳实施例中：所述铅片的尺寸为长度50mm，宽度30mm，厚度l-2mm。
[0008] 在一较佳实施例中：当所述基底片材为复数个时，将所述复数个基底片材的四个 顶角用连接线串联后再与所述模板固定。
[0009] 在一较佳实施例中：所述连接线与模板之间的连接方式为焊接或绑扎。
[0010] 在一较佳实施例中：所述复数个基底片材的应变花引出的导线经过汇总绑扎后固 定至所述混凝土测试试件外部，并与混凝土测试试件相隔一个安全距离。
[0011] 在一较佳实施例中：所述应变花为45°应变花，并且其上涂覆一层防水胶。
[0012] 本发明还提供了一种混凝土内部应变测试的方法，包括以下步骤：
[0013] 1)根据试验方案中，混凝土内部测点的数量，加工制作与其对应的基底片材；所 述基底片材为为粘贴有应变花并涂覆一层防水胶的铅片；所述铅片的左右两端分别具有一 凹陷部，所述铅片的四个顶角分别设有连接孔，所述铅片的左右两侧靠近所述凹陷部的位 置分别设有一握裹力增强孔；
[0014] 2)预先设置好用于浇筑混凝土测试试件的模板，并将所述基底片材的四个顶角通 过连接线与模板固定，从而将基底片材对应设定在所述内部测点的位置；
[0015] 3)将应变花的导线从浇筑混凝土的面引出，并固定在周边对进行试件制作影响不 到的位置；
[0016] 4)进行混凝土的浇筑；先浇筑底部混凝土，当浇筑至有基底片材的位置时停止， 进行振捣，密实后，调整基底片材的预定位置和方位，再进行浇筑，将基底片材覆盖；
[0017] 5)将应变花引出的导线与数据采集系统、电脑连接，实时采集混凝土内部每个测 点上三个方向的应变数值ε y、ε 45。、ε 9(|。，再结合主应变公式ε η ε 2:
【主权项】
1. 一种混凝±内部应变测试装置，其特征在于包括；用于诱筑混凝±测试试件的模 板、至少一个基底片材和连接线； 所述基底片材设置于所述混凝±测试试件内部测试点；所述基底片材为粘贴有应变花 并涂覆一层防水胶的铅片；所述应变花引出导线至所述混凝±测试试件外部；所述铅片的 左右两端分别具有一凹陷部，所述铅片的四个顶角分别设有连接孔，所述铅片的左右两侧 靠近所述凹陷部的位置分别设有一握裹力增强孔； 所述连接线通过连接孔将基底片材的四个顶角与模板固定。
2. 根据权利要求1所述的一种混凝±内部应变测试装置，其特征在于；所述铅片的尺 寸为k度5〇Mn,宽度3〇Mn,厚度1-2rnni。
3. 根据权利要求1所述的一种混凝±内部应变测试装置，其特征在于；当所述基底片 材为复数个时，将所述复数个基底片材的四个顶角用连接线串联后再与所述模板固定。
4. 根据权利要求1所述的一种混凝±内部应变测试装置，其特征在于；所述连接线与 模板之间的连接方式为焊接或绑扎。
5. 根据权利要求6所述的一种混凝±内部应变测试装置，其特征在于；所述复数个基 底片材的应变花引出的导线经过汇总绑扎后固定至所述混凝±测试试件外部，并与混凝± 测试试件相隔一个安全距离。
6. 根据权利要求1-5所述的一种混凝±内部应变测试装置，其特征在于：所述应变花 为45°应变花，并且其上涂覆一层防水胶。
7. -种混凝±内部应变测试的方法，其特征在于包括W下步骤： 1) 根据试验方案中，混凝±内部测点的数量，加工制作与其对应的基底片材；所述基 底片材为粘贴有应变花并涂覆一层防水胶的铅片；所述铅片的左右两端分别具有一凹陷 部，所述铅片的四个顶角分别设有连接孔，所述铅片的左右两侧靠近所述凹陷部的位置分 别设有一握裹力增强孔； 2) 预先设置好用于诱筑混凝±测试试件的模板，并将所述基底片材的四个顶角通过连 接线与模板固定，从而将基底片材对应设定在所述内部测点的位置； 3) 将应变花的导线从诱筑混凝±的面引出，并固定在周边对进行试件制作影响不到的 位置； 4) 进行混凝±的诱筑；先诱筑底部混凝±，当诱筑至有基底片材的位置时停止，进行 振捣，密实后，调整基底片材的预定位置和方位，再进行诱筑，将基底片材覆盖； 5) 将应变花引出的导线与数据采集系统、电脑连接，实时采集混凝±内部每个测点上 S个方向的应变数值e。。、e45。、e9。。，再结合主应变公式e1、e2;
得到每个测点处的两个平面主应力〇1、曰2;
其中，E、y分别为混凝±材料的弹性模量和泊松比，为材料的固有属性。
8. 根据权利要求7所述的一种混凝±内部应变测试的方法，其特征在于：所述铅片的 尺寸为长度50mm，宽度30mm，厚度l-2mm。
9. 根据权利要求7所述的一种混凝±内部应变测试的方法，其特征在于：当所述内部 测点为复数个时，所述基底片材也对应为复数个；将所述复数个基底片材的四个顶角用连 接线串联后再与所述模板固定。
10. 根据权利要求9所述的一种混凝±内部应变测试的方法，其特征在于：所述复数个 基底片材的应变花引出的导线经过汇总绑扎后固定至所述混凝±测试试件外部，并与混凝 ±测试试件相隔一个安全距离；从而不影响混凝±的诱筑。
【专利摘要】本发明提供了一种混凝土内部应变测试装置，包括：用于浇筑混凝土测试试件的模板、至少一个基底片材和连接线；所述基底片材设置于所述混凝土测试试件内部测试点；所述基底片材为粘贴有应变花并涂覆一层防水胶的铅片；所述应变花引出导线至所述混凝土测试试件外部；所述铅片的左右两端分别具有一凹陷部，所述铅片的四个顶角分别设有连接孔，所述铅片的左右两侧靠近所述凹陷部的位置分别设有一握裹力增强孔；所述连接线通过连接孔将基底片材的四个顶角与模板固定。本发明还提供了一种混凝土内部应变测试方法，利用该装置和方法，可以测试混凝土内部预定位置处的应变大小，从而有利于研究混凝土结构在外部荷载作用下的内部变形、开裂等情况。
【IPC分类】G01B7-16
【公开号】CN104792256
【申请号】CN201510143749
【发明人】董毓利, 张大山, 房圆圆, 杨燕飞, 杨清文
【申请人】华侨大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月30日