[發明專利]一種測定巖石-混凝土界面剪切本構關系的試驗方法

有效

• 申請號: 201611152877.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106644761B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 董偉;佘吉;吳智敏;袁文巖;吳喬
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 21200 大連理工大學專利中心
• 代理人: 溫福雪;侯明遠<國際申請>=<國際公布>

本發明屬于巖石‐混凝土界面斷裂研究領域，一種測定巖石‐混凝土界面剪切本構關系的試驗方法。在待測試件的巖石表面沿高度方向等間距粘貼應變片；將待測試件置于固定裝置的底座與壓板中間，待測試件的混凝土外側與壓板外側平齊，待測試件界面與底座的槽邊平齊，使巖石的垂直投影在槽內，固定壓板；調整固定裝置的底座位置，使待測試件的巖石垂直投影在加載頭直徑面內，再將固定裝置固定在液壓伺服萬能試驗機上；應變片與數據采集系統連接，數據采集系統顯示加載過程中巖石的應變數值及變化規律，推導得出復合界面剪切本構關系。本發明具有能夠實現純剪切加載的優點，使復合界面上只有剪力作用，消除其它應力因素的不利影響。

技術領域

本發明屬于巖石-混凝土界面斷裂研究領域，涉及采用一種單面剪切試驗裝置和復合試件幾何參數測定巖石-混凝土界面剪切本構關系的新試驗方法，具體涉及采用單面剪切試件測定巖石-混凝土界面剪切本構關系。

背景技術

在應用非線性斷裂力學進行裂縫擴展的分析中，混凝土軟化本構曲線描述了斷裂過程區特性，是混凝土斷裂模型應用的前提，尤其是在有限元程序模擬混凝土非線性性能的時候，軟化曲線是必要的輸入參數。準確描述斷裂損傷區內的材料軟化行為是采用斷裂模型進行巖石-混凝土界面斷裂分析的基礎。以往的剪切斷裂試驗可以分為兩類：一類是通過偏心加載實現剪切型斷裂；另一類是通過在試驗中控制變形來實現剪切型斷裂。然而由于在裂縫尖端總是不可避免地存在較大的拉應力分量，這些方法沒有能夠實現純剪切型斷裂，試件的破壞通常都表現為典型的復合型斷裂形式。

對于巖石-混凝土界面的斷裂問題，由于界面相對兩側介質的薄弱性，裂縫通常沿界面進行擴展，導致裂縫區域所處的應力路徑為剪切分量很大的復合型拉剪模式，使得裂縫面上的殘余剪切應力對分析結構的承載力及變形有著重要的影響。由于缺少精確的剪切型軟化本構關系，目前對于巖石-混凝土界面復合斷裂特性的數值研究通常采用混凝土的剪切本構關系來近似模擬界面力學行為，這就導致數值結果與實驗結果不能很好的吻合，尤其是當剪切分量占主導地位時，兩者將產生不可忽視的誤差。而關于巖石-混凝土界面剪切軟化關系的確定方法，目前還沒有一個明確的標準。基于此，本申請提出采用巖石-混凝土單面剪切試件來測定復合界面的剪切本構關系。

發明內容

本發明提出采用一種單面剪切試驗裝置和復合試件幾何參數測定巖石-混凝土界面剪切本構關系的新試驗方法，涉及待測試件和試驗裝置兩部分。

本發明的技術方案：

一種測定巖石-混凝土界面剪切本構關系的試驗方法，步驟如下：

(1)制備待測試件

待測試件為巖石-混凝土試件，將巖石一面進行刻槽處理，以獲得需要的粗糙度，即為粘貼面；在粘貼面上，距巖石頂部和底部各35mm和25mm處粘貼減磨片后，自然粘結于混凝土立方體側表面，沿高度方向巖石與混凝土中線重合，二者底面平齊；

(2)搭建試驗裝置

試驗裝置分為固定裝置和加載裝置兩部分；

固定裝置包括壓板、底座和螺紋桿，壓板沿寬度方向兩端開孔，與底座通過兩根螺紋桿連接，壓板在螺紋桿上的高度可調；底座沿長度方向兩端開孔，孔中安裝底座螺栓將底座固定于試驗機上；底座表面沿寬度方向開槽，槽口中心線距底座邊緣50mm；

加載裝置包括液壓伺服萬能試驗機、荷載傳感器和加載頭，加載頭為圓柱形；

(3)測定巖石-混凝土界面剪切本構關系