[發(fā)明專利]一種SHPB鋼筋與混凝土動態(tài)粘結滑移試驗附加裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111230959.0
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN113945514A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 陳偉宏;崔雙雙;孫浩;顏學淵
• 申請（專利權）人: 中交鷺建有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳方淮;蔡學俊

本發(fā)明涉及一種SHPB鋼筋與混凝土動態(tài)粘結滑移試驗附加裝置，包括SHPB,所述SHPB的入射桿內(nèi)端設有附加裝置A、其透射桿內(nèi)端設置有附加裝置B，并于附加裝置A與附加裝置B間夾設有粘結滑移試件，通過附加裝置給鋼筋提供滑移行程，提高粘結滑移試件與SHPB接觸面平整度及平直度，實現(xiàn)鋼筋內(nèi)貼應變片的順利導出，還能使試件突破尺寸的限制，從而進一步提高了SHPB的試驗測試范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及土木工程技術領域，特別涉及一種SHPB鋼筋與混凝土動態(tài)粘結滑移試驗附加裝置。

背景技術

基于霍普金森壓桿(Split Hopkinson Pressure Bar，簡稱SHPB)，SHPB裝置結構簡單，可實現(xiàn)的應變率加載范圍相對較高，可達到102s-1～104s-1；試驗時數(shù)據(jù)采集和處理都比較方便，加載的應力波波形易于調(diào)整和量測，在SHPB的透射桿可直接測得透射波即為作用在試件上的沖擊載荷；調(diào)整子彈的發(fā)射速度與子彈長度就能實現(xiàn)沖擊載荷的大小和形狀的改變。一般獲得材料應力-應變曲線需要測量試件上同一位置不同時刻的應力和應變，而SHPB技術通過應變片測得入射桿和透射桿的應變，就可以推導出材料的應力-應變關系，避免了直接測量材料的應力和應變的難題。所以SHPB目前已成為主流的動態(tài)力學性能測試裝置。

但是，由于SHPB裝置本身的特點，無法直接進行鋼筋混凝土粘結滑移試驗，限制了其應用范圍。這是因為，第一，SHPB無法給試件中的鋼筋提供足夠的滑移行程，在粘結滑移試驗中鋼筋勢必會發(fā)生滑移，這就要求給鋼筋提供足夠的變位區(qū)間，如果把試件直接放在入射桿和投射桿之間加載，鋼筋沒有變位區(qū)間，只會造成鋼筋受壓屈曲而無法發(fā)生滑移；第二，SHPB和試件的非平面接觸問題很難避免，SHPB粘結滑移試件內(nèi)鋼筋的存在和鋼筋的加工處理很難滿足試驗平面度和平直度的精度，這意味著試件與桿端面面接觸不能夠保證。如果存在非平面接觸，容易造成試件不能受力均勻，增加了試驗結果的離散性，如果引入的變形誤差較大時，甚至會導致試驗結果無效；第三，SHPB進行粘結滑移試驗時存在鋼筋內(nèi)部應變片引線無法導出，目前很多粘結滑移性能試驗都會基于鋼筋內(nèi)貼應變片法來測量粘結力的分布規(guī)律，就要求試件鋼筋內(nèi)部都貼有一定數(shù)量的應變片，應變片引線需要導出與動態(tài)應變采集儀相連接，大批量的在鋼筋端部表面打孔既困難也不現(xiàn)實，導致應變片引線無法導出；第四，SHPB入射桿和投射桿直徑太小限制試件尺寸，目前SHPB入射桿和投射桿的直徑一般在50mm～100mm之間，在粘結滑移試驗中，鋼筋外部保護層厚度是一個很重要的參數(shù)，參照《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2015)表8.2.1，根據(jù)環(huán)境的不同，梁柱的最小保護層厚度在20mm～50mm之間，以當鋼筋直徑為25mm時，保護層厚度為50mm時，試件的截面直徑為125mm，此時SHPB就無法有效的進行加載。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種SHPB鋼筋與混凝土動態(tài)粘結滑移試驗附加裝置，不僅結構合理，而且提高試件與SHPB接觸面平整度及平直度，可實現(xiàn)鋼筋內(nèi)貼應變片的順利導出。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：一種SHPB鋼筋與混凝土動態(tài)粘結滑移試驗附加裝置，包括SHPB,所述SHPB的入射桿內(nèi)端設有附加裝置A1、其透射桿內(nèi)端設置有附加裝置B2，并于附加裝置A與附加裝置B間夾設粘結滑移試件3。

進一步的，所述附加裝置A呈圓臺狀，其直徑較小的一端面頂接在入射桿上，且該端面直徑與入射桿直徑一致；另一端面與粘結滑移試件對接，即與混凝土基體的端面直徑一致，采用傾斜變截面過度以減少應力集中現(xiàn)象，并于該端面中心同軸開設有供粘結滑移試件內(nèi)鋼筋滑移的圓槽4，即為鋼筋滑移時提供了變位區(qū)間，且該端面還開設有以利導線伸出的引線槽5，該引線槽與圓槽相通并徑向延伸穿出附加裝置A，方便鋼筋內(nèi)貼應變片的導線從引線槽中引出。

進一步的，所述附加裝置B呈圓柱狀，其端面直徑與透射桿直徑一致，其中心同軸貫穿開設有供粘結滑移試件內(nèi)鋼筋插接的圓形螺孔6。