一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置及试验方法，该装置的左侧挡板竖直焊接在底座的左侧，混凝土试件的左端面紧贴左侧挡板的内侧面，混凝土试件的左半部分悬空，混凝土试件的右半部分放置在试件上压板和试件下垫板之间，试件下垫板放置在底座上，试件上压板将混凝土试件固定在底座上，凝土试件的右端面抵住千斤顶的一端，力传感器设置在千斤顶的另一端与右侧挡板的内侧面之间，混凝土试件、千斤顶以及力传感器的形心保持在同一水平线上，右侧挡板与左侧挡板通过横向螺栓连接；所述双向位移计设置在混凝土试件结合界面处。本发明专利技术可用于测量不同轴向压力作用下混凝土试件结合界面的荷载‑滑移全过程曲线。

A Test Device and Method for Testing the Direct Shear Behavior of Concrete Bonding Interface under Axial Pressure

【技术实现步骤摘要】
一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置及试验方法
本专利技术涉及土木工程领域，尤其涉及一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置及试验方法。
技术介绍
混凝土结合界面广泛存在于混凝土结构中，如混凝土浇筑过程中的施工缝、沉降缝和伸缩缝等结构缝，预制构件湿法安装过程中的拼接缝，以及结构修复加固中新旧混凝土的接缝等。混凝土结合界面由不同混凝土基体、界面层以及界面钢筋共同构成。界面层附近不同混凝土基体的材料性能和水化程度不同，界面层存在变形协调问题，在荷载和收缩作用下，容易形成薄弱环节，混凝土结合界面的直剪性能对结构的正常使用和安全服役至关重要。为了评价混凝土结合界面的直剪性能，目前已有一些装置及方法能根据设计的试件的尺寸来测量得到结合界面的极限荷载，但是也存在以下不足之处：1、几乎所有评价混凝土结合界面直剪性能的装置及方法均未考虑轴向力对界面直剪的性能的影响；2、目前存在的评价方法均在得到界面极限荷载的基础上来考虑界面的直剪性能，未能获取加载过程的直剪-滑移全过程曲线；3、已存在的装置及方法只能适用于单一尺寸的试件，不能满足混凝土试件尺寸变化的需求。针对不同龄期混凝土拼接而成的结构的性能，其力学性能主要将考虑其直剪性能，而目前已有一些试验装置用来测试混凝土结合界面的直剪性能。现举例说明GB50550-2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》的附录S中给出的混凝土结构界面直剪粘接强度测定装置，此规范给出的装置能够测量基本的混凝土结合界面的直剪承载力，但是由于装置设计的限制，只能对固定尺寸大小的实验试件进行试验，并且此装置并没有考虑混凝土结合界面试件受到轴向压力时的情况。目前对于已存在的混凝土结合界面直剪试验装置，绝大部分与GB50550-2010规范中的直剪装置功能相类似，只是进行实验的试件形状与尺寸有所不同。但是在对存在新老混凝土结合界面的建筑结构中，须考虑地震作用对结构的影响，而过往的一些测量结合界面力学直剪性能的装置只能粗略的测试出在无轴向压力作用下的荷载值。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决现有技术存在的上述不足，提供一种在轴向压力作用下的混凝土结构结合界面直剪试验装置及试验方法，该装置在加载混凝土试件的过程中，混凝土左右两侧均无摩擦力，只有外加轴向压力，前后表面无约束及荷载作用。从而测试混凝土结合界面在竖向荷载作用下的直剪强度，得到界面的直剪性能，为混凝土浇筑过程中的施工缝、沉降缝和伸缩缝等结构缝，预制构件湿法安装过程中的拼接缝的力学性能提供参考，同时也为混凝土加固维修工程提供安全性参数的借鉴。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置，包括左侧挡板、混凝土试件、横向螺栓、底板、试件上压板、试件下垫板、竖向螺栓、水平向千斤顶、力传感器、右侧挡板、双向位移计、伺服液压千斤顶、伺服液压千斤顶操作台、动态采集仪、电脑终端；所述左侧挡板竖直焊接在底座的左侧，混凝土试件的左端面紧贴左侧挡板的内侧面，混凝土试件的左半部分悬空，混凝土试件的右半部分放置在试件上压板和试件下垫板之间，试件下垫板放置在底座上，试件上压板的两侧均通过竖向螺栓将混凝土试件固定在底座上，凝土试件的右端面抵住水平向千斤顶的一端，力传感器设置在水平向千斤顶的另一端与右侧挡板的内侧面之间，混凝土试件、水平向千斤顶以及力传感器的形心保持在同一水平线上，右侧挡板与左侧挡板之间通过若干横向螺栓连接，若干横向螺栓对称布置在混凝土试件的两侧；所述双向位移计设置在混凝土试件的结合界面处；所述混凝土试件的结合界面左边缘上表面设有一T型钢垫块，伺服液压千斤顶给T型钢垫块传递竖向直剪荷，伺服液压千斤顶与伺服液压千斤顶操作台相连，伺服液压千斤顶操作台、力传感器和双向位移计均与动态采集仪相连，动态采集仪与电脑终端相连。进一步的，所述混凝土试件在进行直剪试验时，能够通过水平向千斤顶来对其施加不同大小的轴向压力。进一步的，所述双向位移计可测试混凝土试件界面的相对滑移，并最终可获得界面加载过程的荷载-滑移全过程曲线。进一步的，所述左侧挡板和右侧挡板的外侧均焊接有若干横向加劲肋和若干纵向加加劲肋。本专利技术的另一目的是提供一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验方法，该方法在上述的试验装置中实现，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)通过伺服液压千斤顶操作台控制伺服液压千斤顶，伺服液压千斤顶以0.1mm/min-0.5mm/min的速率施加荷载；水平向千斤顶施加力大小为0.5F-F,其中F表示最大水平向千斤顶所施加的轴向压力；(2)力传感器将检测到的轴向压力传递给动态采集仪，双向位移计将检测到的混凝土试件结合界面处的滑移量传递给动态采集仪，伺服液压千斤顶操作台将伺服液压千斤顶施加的荷载传递给动态采集仪，动态采集仪将采集的数据传递到电脑终端，在电脑终端中绘制荷载-滑移全过程曲线。进一步的，所述伺服液压千斤顶先对混凝土试件施加预加压力，先以0.1mm/min的速率缓慢施加竖向压力，直到荷载趋于稳定将加载速率设为0.5mm/min；在整个加载过程中，伺服液压千斤顶与动态采集仪的频率均为10HZ保持不变，待试件压坏后，动态采集仪将采集的数据传递到电脑终端，并在电脑终端中绘制荷载-滑移全过程曲线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术装置可操作性强，能够通过横向螺栓的调动使尺寸的试件能够与装置完美匹配，本装置螺栓的直径均通过计算确定，能够保证在试验过程中的安全性，螺帽穿过挡板时挡板两侧均布置螺帽，保证在加载中保持整体的稳定性同时减小螺栓的震动；水平向千斤顶能够在混凝土试件加载的过程中同步施加轴向压力，并且此轴向压力可以根据试验需要进行调节，并通过于其相连的力传感器传输所施加荷载；力传感器将检测到的轴向压力传递给动态采集仪，双向位移计将检测到的混凝土试件结合界面处的滑移量传递给动态采集仪，伺服液压千斤顶操作台将伺服液压千斤顶施加的荷载传递给动态采集仪，所有测得的数据能够经数据采集仪同步收集并传输到电脑终端，最终在电脑终端中绘制得到荷载-滑移全过程曲线。附图说明图1是本专利技术的主视图；图2是本专利技术的俯视图；图3是本专利技术的侧视图；图4是本专利技术实施后得到的荷载-滑移曲线；图中：左侧挡板1、横向加劲肋2、纵向加劲肋3、双向位移计4、混凝土试件5、横向螺栓6、底板7、试件上压板8、试件下垫板9、竖向螺栓10、水平向千斤顶11、水平向千斤顶底座12、力传感器13、力传感器底座14、右侧挡板15、T型钢垫块16、结合界面17、伺服液压千斤顶18、伺服液压千斤顶操作台19、动态采集仪20、电脑终端21。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细描述：如图1-3所示，本专利技术提供了一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置，包括左侧挡板1、横向加劲肋2、纵向加劲肋3、双向位移计4、混凝土试件5、横向螺栓6、底板7、试件上压板8、试件下垫板9、竖向螺栓10、水平向千斤顶11、水平向千斤顶底座12、力传感器13、力传感器底座14、右侧挡板15、伺服液压千斤顶18、伺服液压千斤顶操作台19、动态采集仪20、电脑终端21；所述左侧挡板1竖直焊接在底座7的左侧，左侧挡板1和右侧挡板15的外侧均焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置，其特征在于，包括左侧挡板、混凝土试件、横向螺栓、底板、试件上压板、试件下垫板、竖向螺栓、水平向千斤顶、力传感器、右侧挡板、双向位移计、伺服液压千斤顶、伺服液压千斤顶操作台、动态采集仪、电脑终端；所述左侧挡板竖直焊接在底座的左侧，混凝土试件的左端面紧贴左侧挡板的内侧面，混凝土试件的左半部分悬空，混凝土试件的右半部分放置在试件上压板和试件下垫板之间，试件下垫板放置在底座上，试件上压板的两侧均通过竖向螺栓将混凝土试件固定在底座上，混凝土试件的右端面抵住水平向千斤顶的一端，力传感器设置在水平向千斤顶的另一端与右侧挡板的内侧面之间，混凝土试件、水平向千斤顶以及力传感器的形心保持在同一水平线上，右侧挡板与左侧挡板之间通过若干横向螺栓连接，若干横向螺栓对称布置在混凝土试件的两侧；所述双向位移计设置在混凝土试件的结合界面处；所述混凝土试件的结合界面左边缘上表面设有一T型钢垫块，伺服液压千斤顶给T型钢垫块传递竖向直剪荷载，伺服液压千斤顶与伺服液压千斤顶操作台相连，伺服液压千斤顶操作台、力传感器和双向位移计均与动态采集仪相连，动态采集仪与电脑终端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置，其特征在于，包括左侧挡板、混凝土试件、横向螺栓、底板、试件上压板、试件下垫板、竖向螺栓、水平向千斤顶、力传感器、右侧挡板、双向位移计、伺服液压千斤顶、伺服液压千斤顶操作台、动态采集仪、电脑终端；所述左侧挡板竖直焊接在底座的左侧，混凝土试件的左端面紧贴左侧挡板的内侧面，混凝土试件的左半部分悬空，混凝土试件的右半部分放置在试件上压板和试件下垫板之间，试件下垫板放置在底座上，试件上压板的两侧均通过竖向螺栓将混凝土试件固定在底座上，混凝土试件的右端面抵住水平向千斤顶的一端，力传感器设置在水平向千斤顶的另一端与右侧挡板的内侧面之间，混凝土试件、水平向千斤顶以及力传感器的形心保持在同一水平线上，右侧挡板与左侧挡板之间通过若干横向螺栓连接，若干横向螺栓对称布置在混凝土试件的两侧；所述双向位移计设置在混凝土试件的结合界面处；所述混凝土试件的结合界面左边缘上表面设有一T型钢垫块，伺服液压千斤顶给T型钢垫块传递竖向直剪荷载，伺服液压千斤顶与伺服液压千斤顶操作台相连，伺服液压千斤顶操作台、力传感器和双向位移计均与动态采集仪相连，动态采集仪与电脑终端相连。2.根据权利要求1所述的一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装置，其特征在于，所述混凝土试件在进行直剪试验时，能够通过水平向千斤顶来对其施加不同大小的轴向压力。3.根据权利要求1所述的一种测试轴向压力作用下混凝土结合界面直剪性能的试验装...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏晋，甘润立，单旷怡，金伟良，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33