[發明專利]纖維增強再生磚骨料混凝土剪切性能試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201910073975.X
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109580389A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 景嘉驊;魏艷卿;張明;魏苗
• 申請（專利權）人: 安陽師范學院
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 余炎鋒

本發明屬于纖維增強再生磚骨料混凝土的性能試驗技術領域。公開了一種纖維增強再生磚骨料混凝土剪切性能試驗裝置，包括底座、可升降滑動支座、可升降固定支座、頂推支座、試件夾具、位移量測組件和承壓塊。試件夾具上設置有承壓塊軌槽，試件加持定位布設在試件夾具中；承壓塊匹配滑動設置在承壓塊軌槽中，且承壓塊上設置有剪切刀頭?？缮倒潭ㄖё晚斖浦ё軌驅崿F豎向頂推升降，可升降滑動支座可完成升降和水平滑動動作。還公開了一種纖維增強再生磚骨料混凝土剪切性能試驗方法。本發明能夠方便、準確的測量試件的剪切變形和剪切強度，無需安裝輔助裝置和繪制控制線，極大的提高了量測數據的準確性和試驗的成功率，簡化了試驗過程。

技術領域

本發明屬于纖維增強再生磚骨料混凝土的性能試驗技術領域，具體涉及一種纖維增強再生磚骨料混凝土剪切性能試驗裝置及方法。

背景技術

纖維增強再生磚骨料混凝土剪切性能試驗裝置采用了試件加載、參數實時量測及試件更換一體化設計。根據規范相關要求，按照不同的纖維類型又可分為標準試件試驗裝置與非標準試件試驗裝置，其中標準件規格為：150 mm×150 mm×300 mm，非標準試件規格為：100 mm×100 mm×300 mm。

通過對前期試驗現象的觀察和試驗結果的分析可知，與普通纖維增強混凝土相比，由于再生磚骨料具有壓碎指標和孔隙率較高的材料特性，纖維增強再生磚骨料混凝土具有彈性模量小、變形較大等特點。所以，纖維增強再生磚骨料混凝土在剪切初始裂縫產生部位、剪切裂縫開展路徑、剪切裂縫長度和寬度、剪切峰值變形以及試件的整體剪切變形等方面均與普通纖維混凝土具有較大差異。

在前期試驗過程中發現，利用傳統的剪切試驗裝置進行纖維增強再生磚骨料混凝土的剪切性能試驗時，存在以下問題：

（1）試件底部與支座接觸部位骨料破損嚴重，試件出現彎剪破壞模式，導致試驗失敗。

由于再生磚骨料壓碎指標和孔隙率較高，且傳統剪切試驗裝置底部支座寬度較?。?0 mm），位于試件底部與支座接觸部位的再生磚骨料在應力集中作用下很快被壓碎。隨著豎向荷載的增大，底部支座逐漸嵌入試件中，致使試件出現彎剪破壞模式，而非規范要求的剪切破壞形式，最終導致試驗失敗。

（2）位移計和位移計頂板的安裝固定方式造成試件局部破損，影響了試件初始剪切裂縫的產生部位和開展路徑，導致試驗失敗。

傳統剪切性能試驗裝置的位移計和位移計頂板固定在剪切破壞面附近以便量測試件的剪切位移。但是，與天然骨料相比，再生磚骨料孔隙率較高（骨料內部孔隙和孔洞較多），故采用傳統剪切性能試驗裝置進行纖維增強再生磚骨料混凝土試件的剪切性能試驗時，位移計與位移計頂板的固定螺栓會對試件表面造成破損。由于破損部位在剪切破壞面附近，使得纖維增強再生磚骨料混凝土試件的初始剪切裂縫易由試件上部（加載面）的破損部位開始形成，并沿試件表面向下部（支承面）的破損部位（試件與支座的接觸部位）開展。

上述裂縫開展模式會對試驗造成兩方面問題：首先，試件剪切破壞面未沿預設破壞面形成和開展，導致量測結果無法真實反映纖維增強再生磚骨料混凝土的剪切性能；其次，初始剪切裂縫在試件上部破損部位（位移計和頂板固定部位）產生和開展，隨著裂縫寬度的增大，位移計和位移計頂板會產生較大位移，使得試驗量測結果誤差逐漸增大，導致量測結果無法真實反映纖維增強再生磚骨料混凝土的剪切變形能力。

（3）加載過程中容易出現偏壓，使得數據量測誤差較大，導致試驗失敗。

試驗時，由于再生磚骨料壓碎指標和孔隙率較大，受到應力集中影響極易被壓碎，使得纖維增強再生磚骨料混凝土試件局部發生較大變形。傳統裝置中沒有限制加載端的側向位移，從而導致加載端出現偏壓。隨著豎向荷載的增大，偏壓逐漸增加，進一步促進了試件不均勻變形的加劇，最終導致試件左右剪切變形不均，試驗結果誤差偏大，造成試驗失敗。

（4）位移計和位移計頂板直接固定（剛性接觸）在試件上，受試件變形影響，量測數據誤差較大。