[發(fā)明專利]雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510295428.8
• 申請(qǐng)日: 2015-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105043865B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡少偉;陳啟勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙)32245
• 代理人: 閆彪

1.一種雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟：

1)在基座上放置有頂面開(kāi)口的環(huán)境箱，所述環(huán)境箱內(nèi)設(shè)有上下相對(duì)的上、下傳力板，所述上、下傳力板之間設(shè)有三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁和預(yù)加荷載裝置，所述下傳力板設(shè)于所述環(huán)境箱的底面上，所述下傳力板和三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁之間設(shè)有兩個(gè)支撐座，所述上傳力板和三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁之間設(shè)有一個(gè)施力座，每個(gè)支撐座到其相鄰三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的一端的距離是10cm，所述施力座位于三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的頂面中點(diǎn)處；所述三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁上設(shè)有應(yīng)變測(cè)量裝置，所述上傳力板上設(shè)有位于三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的頂面中點(diǎn)處的荷載量測(cè)裝置；

2)所述預(yù)加荷載裝置通過(guò)施力座向所述三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁施加并保持預(yù)加荷載F_Y，同時(shí)向所述環(huán)境箱內(nèi)加設(shè)有用于加速腐蝕三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁到設(shè)定腐蝕度的環(huán)境模擬溶液；

3)三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁經(jīng)過(guò)腐蝕耦合作用后，壓力機(jī)通過(guò)施力座向所述三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁施加測(cè)試載荷F，通過(guò)荷載量測(cè)裝置測(cè)出施加的最大測(cè)試荷載F_max，通過(guò)應(yīng)變測(cè)量裝置測(cè)出起裂荷載F_Q，所述三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁上設(shè)有聲發(fā)射采集裝置；

4)所述聲發(fā)射采集裝置接收三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的聲發(fā)射信號(hào)并通過(guò)無(wú)損傷的三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁測(cè)試推算出三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的混凝土結(jié)構(gòu)的聲發(fā)射參數(shù)a，b，c，擬合耦合作用后的三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試曲線σ-ε，測(cè)算出三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的初始損傷D₀：

σ＝εE^*(1-D)＝εE^*[1-D₀-kcσ^aexp(bσ)]

式中，E^*為三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁沒(méi)有損傷時(shí)的彈性模量,k為實(shí)驗(yàn)參數(shù)，D為損傷因子。

2.如權(quán)利要求1所述雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：當(dāng)預(yù)加荷載裝置通過(guò)施力座向所述三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁施加并保持的預(yù)加荷載F_Y使得三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁的荷載尖端產(chǎn)生微裂縫及塑性區(qū)時(shí)，按照下式計(jì)算起裂韌度和失穩(wěn)韌度

起裂韌度的計(jì)算：

其中：

式中，a'＝a₀(1-D₀)，a₀為初始裂縫長(zhǎng)度，a'為有效裂縫長(zhǎng)度，α為耦合作用后有效裂縫長(zhǎng)度縫高比，S為試件兩支座間的跨度，t為試件厚度，h為試件高度，m為試件支座間的質(zhì)量，通過(guò)試件總質(zhì)量按S/L比折算，—實(shí)驗(yàn)系數(shù)，取值范圍在0.82～1.15之間，L為試件長(zhǎng)度；

失穩(wěn)韌度的計(jì)算：

其中

式中，

h₀為裝置夾式引伸計(jì)刀口薄鋼板的厚度，V_C為裂縫口張開(kāi)位移臨界值；E'為折算彈性模量，E'＝E^*(1-D₀)，η為實(shí)驗(yàn)修正系數(shù)，取值范圍為0.88～1.14，a_c為臨界裂縫長(zhǎng)度。

3.如權(quán)利要求1或2所述雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述環(huán)境模擬溶液是海水，所述環(huán)境箱內(nèi)設(shè)有電極。

4.如權(quán)利要求3所述雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述環(huán)境箱的外側(cè)設(shè)有循環(huán)箱，所述環(huán)境箱和循環(huán)箱之間設(shè)有抽水泵。

5.如權(quán)利要求3所述雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁是《水工混凝土斷裂試驗(yàn)規(guī)程》中的三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)梁。

6.如權(quán)利要求3所述雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述荷載量測(cè)裝置是荷載傳感器，所述應(yīng)變測(cè)量裝置是粘貼在預(yù)制裂縫尖端兩側(cè)的電阻應(yīng)變片，所述的聲發(fā)射采集裝置是指粘貼在混凝土表面的高頻聲發(fā)射傳感器。

7.如權(quán)利要求1所述雙場(chǎng)耦合下的混凝土損傷斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述預(yù)加荷載裝置是連接上傳力板和下傳力板的四個(gè)加載螺桿、彈簧和螺帽。