1.模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)裝置,其特征是包括混凝土試樣、水壓供給系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),
所述混凝土試樣呈矩形體形狀,所述混凝土試樣預(yù)設(shè)有裂縫,所述裂縫從混凝土試樣的一面貫穿到其相對(duì)面,所述裂縫位于混凝土試樣的中線上;
所述水壓供給系統(tǒng)包括電調(diào)壓力泵,所述電調(diào)壓力泵連接電機(jī),所述電調(diào)壓力泵的出水端通過輸送水管連接到裂縫,且在裂縫的兩端均鋪設(shè)有擋水板,所述擋水板覆蓋在插入到裂縫中的輸送水管的上面;
所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括夾式引伸計(jì)、應(yīng)變片、測(cè)壓導(dǎo)管、輸入端水壓傳感器、輸出端水壓傳感器和多通道動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀;
所述裂縫上設(shè)置有若干個(gè)夾式引伸計(jì),所述夾式引伸計(jì)的兩個(gè)針腳分別插在裂縫的兩側(cè),所述夾式引伸計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸線連接到多通道動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀,
所述裂縫的劈裂方向上的混凝土試樣表面鋪設(shè)有若干個(gè)應(yīng)變片,所述應(yīng)變片的數(shù)據(jù)傳輸線連接到多通道動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀;
所述混凝土試樣內(nèi)插有若干個(gè)測(cè)壓導(dǎo)管,所述測(cè)壓導(dǎo)管插入到混凝土試樣內(nèi)的一端超出所述裂縫的劈裂面,所述測(cè)壓導(dǎo)管的通過輸出端水壓傳感器連接到多通道動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀;
所述輸入端水壓傳感器的測(cè)壓水管與輸送水管接通,所述輸入端水壓傳感器的數(shù)據(jù)傳輸線連接到多通道動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)裝置,其特征是所述裂縫的兩端和中間位置分別設(shè)置有夾式引伸計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)裝置,其特征是所述混凝土試樣的規(guī)格為各邊長(zhǎng)均為15mm,所述測(cè)壓導(dǎo)管插入到混凝土試樣內(nèi)的一端超出所述裂縫的劈裂面5mm。
4.應(yīng)用如權(quán)利要求3所述的模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法,其特征是包括如下操作步驟:
(1)制作模具:選取1個(gè)矩形的底板及4個(gè)邊框板,所述邊框板的一側(cè)表面預(yù)留有插槽,用螺栓將邊框板固定在底板的四個(gè)邊緣,使其形成一個(gè)矩形框,邊框板的插槽朝向矩形框的內(nèi)側(cè),在邊框板的插槽內(nèi)插入橫向擋板,在橫向擋板預(yù)留的插槽內(nèi)插入縱向擋板,所述矩形框的內(nèi)部分割成若干個(gè)立方體空間,在橫向擋板上切割出貫通的水平的刀口,在所述刀口中插入板片,在所述板片的上方布置若干根測(cè)壓導(dǎo)管,所述測(cè)壓導(dǎo)管分布在板片的延伸方向上,相鄰的測(cè)壓導(dǎo)管之間留有間距,所述測(cè)壓導(dǎo)管內(nèi)置一根鋼棒,并且通過鐵絲纏繞將測(cè)壓導(dǎo)管固定定位,得到模具;
(2)澆筑試樣:在步驟(1)得到的模具的內(nèi)部表面和板片表面涂抹脫模劑,拌和混凝土,攪拌均勻后澆入模具,進(jìn)行振搗,振搗密實(shí)至表面范漿,在振搗過程中需在混凝土料下降后及時(shí)補(bǔ)充混凝土,振搗后抹平表面;
(3)脫模養(yǎng)護(hù):完成步驟(2)后2-3h拔出板片,形成裂縫,完成步驟(2)后24h脫除模具,得到若干個(gè)混凝土試樣,對(duì)混凝土試樣進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù);
(4)裝樣:將步驟(3)得到的混凝土試樣取出,干燥處理后,在裂縫延伸的方向上的混凝土試樣表面粘貼若干個(gè)應(yīng)變片,所述裂縫的兩端分別粘貼有應(yīng)變片;在裂縫上安裝若干個(gè)夾式引伸計(jì),所述裂縫的中間和兩端均安裝有夾式引伸計(jì);在裂縫周圍涂抹膠黏劑,并將擋水板粘貼密封在裂縫上,該擋水板的中心和一端均設(shè)置與進(jìn)水孔,將電調(diào)壓力泵的水管插入擋水板中心的進(jìn)水孔,通過電調(diào)壓力泵向裂縫中輸水,排出裂縫內(nèi)的氣體,關(guān)閉電調(diào)壓力泵,在混凝土試樣另一側(cè)表面對(duì)稱粘貼擋水板,電調(diào)壓力泵的水管通過三接頭連接進(jìn)水端水壓傳感器,輸出端水壓傳感器的水管分別對(duì)應(yīng)連接相應(yīng)測(cè)壓導(dǎo)管,將應(yīng)變片、夾式引伸計(jì)、進(jìn)水端水壓傳感器和出水端水壓傳感器的數(shù)據(jù)傳輸線分別連接到多通道動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀的對(duì)應(yīng)的接口;
(5)試驗(yàn):通過電調(diào)壓力泵向裂縫中輸入水,提高裂縫中的水壓,并通過輸入端水壓傳感器實(shí)時(shí)記錄水壓的輸入值,通過夾式引伸計(jì)、應(yīng)變片、輸出出水端水壓傳感器實(shí)時(shí)記錄混凝土試樣內(nèi)部的水壓力,通過夾式引伸計(jì)、應(yīng)變片實(shí)時(shí)記錄混凝土試樣的變形特征,逐步提高水壓直至混凝土試樣被破壞;
(6)水力劈裂分析:更換混凝土試樣,重復(fù)步驟(4)和步驟(5),根據(jù)若干次試驗(yàn)的結(jié)果,對(duì)混凝土試樣的水力劈裂所呈現(xiàn)的現(xiàn)象及機(jī)理進(jìn)行分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)方法,其特征是所述步驟(1)中板片選用鋼片,所述鋼片的兩端經(jīng)過打磨處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)方法,其特征是所述步驟(4)中擋水板選用鋼板,所述鋼板通過鋼膠粘貼在混凝土試樣表面,且鋼板的四周還涂刷有耐高壓防滲膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)方法,其特征是所述步驟(4)中設(shè)置三個(gè)夾式引伸計(jì),三個(gè)夾式引伸計(jì)依次設(shè)置在裂縫的兩端和中間位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬高水壓下混凝土水力劈裂的試驗(yàn)方法,其特征是所述混凝土試樣的規(guī)格為邊長(zhǎng)15cm的正方體,所述步驟(4)中設(shè)置八個(gè)應(yīng)變片,八個(gè)應(yīng)變片均設(shè)置在所述裂縫的延伸方向上,所述裂縫兩端分別設(shè)置有四個(gè)應(yīng)變片。