本發(fā)明涉及一種混凝土試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種混凝土單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)裝置，屬于混凝土材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，單軸拉伸試驗(yàn)是測(cè)試混凝土抗拉能力的主要方法。水利行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)文件為SL352-2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》。根據(jù)其所提供的試驗(yàn)方式，單軸拉伸試驗(yàn)采用以穩(wěn)定的加荷速度進(jìn)行加載，當(dāng)荷載達(dá)到峰值后，試件斷裂，試驗(yàn)結(jié)束，該方法可以測(cè)得混凝土單軸受拉條件下的彈性模量及極限抗拉強(qiáng)度。采用這種方法的好處是試驗(yàn)便于實(shí)施，結(jié)果容易分析。

但是，SL352-2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》所提供的方法并不能完全的得到混凝土的抗拉性能。與混凝土抗壓性能類似，混凝土受拉在達(dá)到峰值后一樣會(huì)有峰后軟化現(xiàn)象，即混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線在達(dá)到峰值后會(huì)開始下降，且存在完整下降段?！端せ炷猎囼?yàn)規(guī)程》采用的方法在荷載達(dá)到峰值后試驗(yàn)就結(jié)束了，并沒(méi)有考慮峰后軟化這一現(xiàn)象，導(dǎo)致目前混凝土的拉伸試驗(yàn)并沒(méi)有真實(shí)、完全的反映混凝土的抗拉性能。

針對(duì)混凝土單軸受拉應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的試驗(yàn)主要采用閉環(huán)伺服試驗(yàn)機(jī)，以荷載、變形量或位移為反饋控制信號(hào)對(duì)試件進(jìn)行加載。當(dāng)試驗(yàn)機(jī)剛度足夠時(shí)，(即試驗(yàn)機(jī)所能提供的荷載速率能跟上混凝土試件峰后荷載下降時(shí)的速率)，是能夠測(cè)出應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的；但是一般的試驗(yàn)機(jī)剛度難以達(dá)到要求，導(dǎo)致試件在達(dá)到應(yīng)力峰值后同樣出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。因此，一種簡(jiǎn)易、可行的測(cè)量混凝土單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的方法亟待產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決技術(shù)問(wèn)題是：克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)；提出一種簡(jiǎn)易可行，且適用于多種形式的混凝土試件的測(cè)量混凝土單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€的裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種混凝土試件單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)裝置，包括布置在所述混凝土試件兩端的兩塊傳力板、連接兩塊所述傳力板的若干個(gè)傳力螺桿、安裝在所述混凝土試件受拉段的引伸計(jì)、拉伸夾具和拉力試驗(yàn)機(jī)；所述拉伸試驗(yàn)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述拉伸夾具；所述拉伸夾具布置在所述混凝土試件兩端，用于拉伸所述混凝土試件；所述引伸計(jì)的信號(hào)輸出至所述拉力試驗(yàn)機(jī)；所述傳力螺桿均勻的布置在所述混凝土試件周圍。

上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述傳力板為鋼板制成，其上具有與所述傳力螺桿對(duì)應(yīng)的孔，所述傳力螺桿從所述孔中穿過(guò)，并以螺母固定。

上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述孔的內(nèi)徑為20mm。

上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述傳力螺桿的直徑為18mm，長(zhǎng)度大于等于660mm。

上述方案中的混凝土試件單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)裝置的使用方法如下：

(1)將混凝土試件放入拉伸夾具之中；

(2)在混凝土試件上下兩端放置傳力板，將傳力螺桿從傳力板的孔中穿過(guò)，然后用六角螺母3在上下兩頭將其固定；

(3)將引伸計(jì)固定于混凝土試件受拉段的表面，并將其接入拉力試驗(yàn)機(jī)；

(4)啟動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)并記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)如下公式計(jì)算混凝土實(shí)際所受荷載：F＝F'-4×E×A₁×ε；式中，F(xiàn)為混凝土試件所受荷載；F'為整體結(jié)構(gòu)所受荷載；E為拉力螺桿受拉彈模；A₁為拉伸螺桿截面積；ε為引伸計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)；

(5)將混凝土試件所受荷載換算為應(yīng)力，并與引伸計(jì)測(cè)得的應(yīng)變數(shù)據(jù)共同繪成應(yīng)力-應(yīng)變曲線，換算應(yīng)力的公式為：σ＝F/A；式中，σ混凝土試件的受拉應(yīng)力；F為上步計(jì)算所得的混凝土試件所受荷載；A為混凝土試件受拉段截面積；如此，即可得到完整的混凝土單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

本發(fā)明提供的混凝土試件單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)裝置，以傳力螺桿和傳力板構(gòu)成剛性框架；并將該剛性框架與試件剛性結(jié)合成一個(gè)整體，使得混凝土試件在達(dá)到荷載峰值后，隨著應(yīng)變的增加，其與剛性框架成的整體結(jié)構(gòu)荷載下降速率顯著放緩，使得試驗(yàn)機(jī)的荷載變化率能跟上該結(jié)構(gòu)，混凝土試件能夠繼續(xù)穩(wěn)定的加載，從而最終測(cè)得混凝土單軸拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中傳力板、傳力螺桿、混凝土試件固定連接后結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

本實(shí)施例的混凝土試件單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)裝置，如圖1所示，包括布置在混凝土試件6兩端的傳力板1、將兩個(gè)傳力板1固定連接的四個(gè)傳力螺桿2、安裝在混凝土試件6受拉段的引伸計(jì)4、拉伸夾具5和MTS拉力試驗(yàn)機(jī)(圖中未示)；MTS拉力試驗(yàn)機(jī)驅(qū)動(dòng)拉伸夾具5；拉伸夾具5布置在混凝土試件6兩端，用于拉伸混凝土試件6；引伸計(jì)4的信號(hào)輸出至MTS拉力試驗(yàn)機(jī)。

傳力板1為鋼板制成，其上具有與傳力螺桿2對(duì)應(yīng)的孔，傳力螺桿2從孔中穿過(guò)，并以六角螺母3固定，如圖2所示?？椎膬?nèi)徑為20mm。傳力螺桿2的直徑為18mm，長(zhǎng)度大于等于660mm。以便適應(yīng)不同尺寸的試件。

本實(shí)施例提供的混凝土試件單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)裝置的使用方法如下：

(1)將混凝土試件6放入夾具5之中；

(2)在混凝土試件6上下兩端放置傳力板1，將4根傳力螺桿2置于傳力板1四個(gè)角，并從孔中穿過(guò)，然后用六角螺母3在上下兩頭將其固定，使混凝土試件6與傳力板1、傳力螺桿2、六角螺母3組成的剛性框架構(gòu)成一個(gè)新的整體；

(3)將引伸計(jì)4固定于混凝土試件6受拉段的表面，并將其接入MTS試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)，采用以引伸計(jì)4的讀數(shù)為試驗(yàn)機(jī)反饋控制信號(hào)，并設(shè)定引伸計(jì)4讀數(shù)的變化速率，進(jìn)行加載；

(4)啟動(dòng)MTS拉力試驗(yàn)機(jī)并記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)如下公式計(jì)算混凝土實(shí)際所受荷載：F＝F'-4×E×A₁×ε；式中，F(xiàn)為混凝土試件所受荷載；F'為整體結(jié)構(gòu)所受荷載；E為拉力螺桿受拉彈模；A₁為拉伸螺桿截面積；ε為引伸計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)；

(5)將混凝土試件所受荷載換算為應(yīng)力，并與引伸計(jì)測(cè)得的應(yīng)變數(shù)據(jù)共同繪成應(yīng)力-應(yīng)變曲線，換算應(yīng)力的公式為：σ＝F/A；式中，σ混凝土試件的受拉應(yīng)力；F為上步計(jì)算所得的混凝土試件所受荷載；A為混凝土試件受拉段截面積；如此，即可得到完整的混凝土單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例所述的具體技術(shù)方案，除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均為本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。