[發明專利]一種獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定裝置及方法

有效

• 申請號: 201710646249.3
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107271283B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 石丹丹;袁佳怡;劉志恒;黃業博;陳徐東
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;趙麗

1.一種用于獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定裝置，其特征在于：包括鋼制套頭、球鉸、鋼臂、鋼制夾具、兩側鋼桿、銅桿、銅桿應變片、鋼桿應變片、混凝土試件，所述鋼臂與兩側鋼桿組成獨立于試驗機的驅動鋼架，所述驅動鋼架分別固定連接鋼制夾具和球鉸，所述球鉸與鋼制套頭相配合，混凝土試件固定在鋼制夾具中間，鋼桿應變片粘貼于兩側鋼桿中部，所述混凝土試件中部插入有銅桿，所述銅桿中部粘貼銅桿應變片；所述驅動鋼架上安裝有旋轉齒輪，通過旋轉齒輪的轉動可以調節鋼桿固定端的螺栓，從而降低或增高鋼桿的高度，直至兩邊達到平衡狀態。

2.根據權利要求1所述的一種用于獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定裝置，其特征在于：所述銅桿的直徑為10mm～20mm，混凝土時間內部預留上下貫通圓柱狀孔洞以便插入銅桿。

3.根據權利要求2所述的一種用于獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定裝置，其特征在于：兩側鋼桿的直徑為5mm～15mm。

4.根據權利要求1所述的一種用于獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定裝置，其特征在于：混凝土試件中部還安裝有引伸計。

5.根據權利要求1所述的一種用于獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定裝置，其特征在于：混凝土試件為狗骨頭形混凝土試件，狗骨頭形混凝土試件的尺寸為高400m，兩端的圓柱狀高80mm，直徑200mm，中間圓柱狀高80mm，直徑120mm。

6.一種利用權利要求1～5任一項所述的測定裝置獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：將銅桿插入混凝土試件中預留的孔洞，所述銅桿中部粘貼銅桿應變片，用金屬夾頭將混凝土試件夾緊，銅桿通過螺紋端旋擰并固定，在固定好的混凝土試件中部安裝引伸計，并將引伸計和銅桿應變片接入多通道應變儀，所測應變分別經運算放大器處理，導入數據采集系統；

步驟二：安裝驅動鋼架，在兩側鋼桿上分別粘貼鋼桿應變片，鋼桿應變片接入多通道應變儀，所測應變分別經運算放大器處理，導入數據采集系統，調節兩側旋轉齒輪使鋼桿應變片讀書歸零；

步驟三：啟動試驗，對銅桿上應變片和混凝土試件中部引伸計調零，加載過程中，觀察兩側鋼桿上的應變片讀數，通過調節齒輪，確保試件在加載過程中變形均勻擴展；

步驟四：得出混凝土試件軸拉試驗下完整的應力-應變曲線，其中混凝土材料中部截面的拉應力σ_c為：

式中F_t為合力，E_b為銅桿線彈性模量，σ_b為銅桿截面所受拉應力，S_b為銅桿截面面積，S_c為混凝土截面面積。

7.根據權利要求6所述的一種用于獲取大壩混凝土軸拉峰后軟化段的測定方法，其特征在于：在加載過程中，混凝土試件和銅件作為整體共同受力，合力F_t為：

F_t＝F_c+F_b＝σ_bS_b+σ_cS_c

式中F_c為試件中部混凝土材料截面所受合力，F_b為銅桿所受合力，S_c為混凝土截面面積，S_b為銅桿截面面積，σ_c為混凝土材料截面所受拉應力，σ_b為銅桿截面所受拉應力：

其中，由于銅桿是線彈性材料，因此銅桿截面所受拉應力σ_b為：

σ_b＝E_bε_b

式中E_b為銅桿線彈性模量，ε_b為銅桿應變，由黏貼在銅桿上的應變片獲得。