[發明專利]一種大體積混凝土結構真實約束度的室內實現方法

有效

• 申請號: 201810805129.8
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108951723B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 樊啟祥;周紹武;楊宗立;王義鋒;楊寧;喬雨;金治成;張國新;劉毅;王振紅;辛建達;李璐潞;尚靜石;張磊;汪娟;馬曉芳;吳哲;侯文倩
• 申請（專利權）人: 中國三峽建設管理有限公司;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;E02D33/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 陳英

本發明提供一種在溫度應力試驗機上獲得大體積混凝土結構真實約束度的室內實現方法，本發明將時間對于約束度的影響考慮進來，能夠得到精準的約束度數據，更進一步地，還將混凝土結構中位置對約束度的影響也做了量化，可以對于大體積混凝土結構中各點進行強度試驗，再者，在試驗機上增加了溫度控制系統，可以模擬混凝土結構所在現場的溫度變化，由此作出的應力試驗其真實性、可靠性是突出的，獲取的混凝土約束應力發展歷程和開裂特性更能反映大壩混凝土的真實抗裂特性，大大提高了室內試驗獲取的混凝土開裂特性對大壩混凝土真實抗裂能力的評估進行定性分析的可靠性，還提高了溫度應力試驗機的可靠性。

技術領域

本發明屬于混凝土應力測量技術領域，提供一種大體積混凝土結構真實約束度的室內實現方法。

背景技術

混凝土澆筑后會產生多種變形：由于水化反應產生的自生體積變形，由于水化熱產生的溫度變形，以及由于水分散失產生的干燥變形等。

一旦這些變形受到外部結構的約束，混凝土便會在內部產生不可忽略的拉應力，但由于混凝土材料本身多相的特性，混凝土在拉應力不高的狀態下便會產生開裂，對結構的安全性產生嚴重的影響。可以說，變形和約束是影響混凝土拉應力及開裂行為的重要因素。

關于混凝土變形方面的試驗研究較為充分，對由不同原材料制成的混凝土的各種變形可以精準測量和分離。但當前實驗室內關于大體積混凝土結構應力測量時使用的試驗方法對于試件所受約束度的研究還存在以下幾點不足：

(1)采用圓環約束試驗裝置和試驗方法：圓環約束試驗裝置包括一個金屬圓環，混凝土澆注在該金屬圓環內形成圓環狀試件，在試驗中，通過改變金屬圓環和混凝土圓環的截面面積，以實現約束度的變化，但混凝土圓環界面較小，對于較大骨料配置的混凝土不適用；此外，需要設計多種尺寸的金屬圓環，以滿足不同約束度的需求，試驗步驟較為繁瑣；

(2)采用單軸開裂架：此方法與圓環約束試驗方法的試驗原理類似，優點在于骨料粒徑可選范圍更廣，但同樣存在需要更改設備尺寸以實現變約束的試驗要求；

(3)采用溫度應力試驗機：此方法在開裂架的基礎上，通過外部伺服電機提供額外動力，以滿足不同約束度的要求，但當前約束度的實現方式與大體積混凝土的真實約束狀態不同，表現在：

真實大體積混凝土的彈模E隨著混凝土齡期不斷增長，在地基或外部約束固定的前提下，所承受的約束度是不斷減小的；但現有技術中用溫度應力試驗機進行試驗中，提供的約束度γ_R恒定不變(0-100％),如公式(1)所示

式中，ε^fr是混凝土的自由變形；ε^res是混凝土的殘余變形，也可稱為允許變形。上式確定的約束度γ_R在試驗過程中保持不變，這與實際工程不符，因此，室內試驗獲取的混凝土開裂特性對大壩混凝土真實抗裂能力是高估還是低估無法定量分析，降低了溫度應力試驗機的可靠性。

發明內容

本發明的目的在于改進現有技術的不足，提供一種在溫度應力試驗機上獲得大體積混凝土結構真實約束度的室內實現方法，本發明旨在從原理上改進現有溫度應力試驗機的約束模式，并可應用于實際設備，由此獲取的混凝土約束應力發展歷程和開裂特性更能反映大壩混凝土的真實抗裂特性。

本發明的目的是這樣實現的：

大體積混凝土結構真實約束度的室內實現方法是：

使用兩臺溫度應力試驗機，其中一臺為主試驗機，包括模板系統、溫度調節系統、機械加載系統、位移測量系統和荷載測量系統；