[發(fā)明專利]一種水力劈裂實(shí)驗(yàn)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210099156.4
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114577614A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建華;張凌超;王娟;梁文彪;周媛
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/04;G01N3/02
• 代理公司: 西安研創(chuàng)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61239
• 代理人: 陳明星

本發(fā)明公開一種水力劈裂實(shí)驗(yàn)裝置，包括兩個相互對稱設(shè)置的箱梁，所述箱梁兩端分別通過固定梁實(shí)現(xiàn)固定，兩個箱梁之間設(shè)置有支撐板，所述支撐板的兩端分別通過連接板與兩個箱梁連接，所述支撐板上設(shè)置有混凝土試樣，所述混凝土試樣的左右兩端分別設(shè)置有左夾緊鋼板和右夾緊鋼板，所述左夾緊鋼板的背面通過預(yù)制鋼棒與拉壓力傳感器連接，所述預(yù)制鋼棒從左側(cè)箱梁上的預(yù)留孔慣出至該箱梁的背面并與液壓千斤頂連接，所述右夾緊鋼板的背面通過預(yù)制短鋼棒與右側(cè)箱梁連接，所述混凝土試樣上下對面對稱設(shè)置有正方形凹槽，所述正方形凹槽中間部位設(shè)置有預(yù)制裂縫，所述兩個正方形凹槽上均設(shè)置有密封組件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于混凝土水力劈裂試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水力劈裂實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

水力劈裂是水流在巖體或者混凝土的間隙內(nèi)運(yùn)動與周圍固體變形耦合的過程，表現(xiàn)為高壓水流將巖體和混凝土內(nèi)已有的裂隙和空隙驅(qū)動擴(kuò)張、擴(kuò)展、相互貫通等。水力劈裂是由于水壓力的抬高在巖體或混凝土中引起裂縫發(fā)生與擴(kuò)展的一種物理現(xiàn)象。

混凝土水力劈裂發(fā)生的機(jī)理比較復(fù)雜，在實(shí)際工程中就可以體現(xiàn)出來，比如，混凝土壩由于溫度、施工和混凝土干縮等因素的影響。壩體表面不可避免地存在裂縫，裂縫的形式多樣，如：水平縫，豎直縫等。裂縫所處的工況也很復(fù)雜，如：無應(yīng)力縫、受壓縫，受拉縫等。由于試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)裝置的限制，以往學(xué)者僅針對軸向受力條件下的混凝土試件預(yù)制裂縫沒有貫穿試件厚度方向的情況下進(jìn)行了研究，且無法看到預(yù)制裂縫尖端部位在軸力作用下裂縫的擴(kuò)展形式。而且預(yù)制裂縫周圍的密封效果是否良好直接影響試驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述存在的技術(shù)問題，提出了一種水力劈裂實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置可以將試件的裂縫預(yù)制成貫穿裂縫，并開展水壓力與外力聯(lián)合作用下混凝土I-II復(fù)合型斷裂試驗(yàn)，既可以更準(zhǔn)確地模擬混凝土大壩在水壓作用下的破壞條件，又可以有效地觀察裂紋擴(kuò)展情況。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種水力劈裂實(shí)驗(yàn)裝置，包括兩個相互對稱設(shè)置的箱梁，所述箱梁兩端分別通過固定梁實(shí)現(xiàn)固定，兩個箱梁之間設(shè)置有支撐板，所述支撐板的兩端分別通過連接板與兩個箱梁連接，所述支撐板上設(shè)置有混凝土試樣，所述混凝土試樣的左右兩端分別設(shè)置有左夾緊鋼板和右夾緊鋼板，所述左夾緊鋼板的背面通過預(yù)制鋼棒與拉壓力傳感器連接，所述預(yù)制鋼棒從左側(cè)箱梁上的預(yù)留孔慣出至該箱梁的背面并與液壓千斤頂連接，所述右夾緊鋼板的背面通過預(yù)制短鋼棒與右側(cè)箱梁連接，所述混凝土試樣上下對面對稱設(shè)置有正方形凹槽，所述正方形凹槽中間部位設(shè)置有預(yù)制裂縫，所述兩個正方形凹槽上均設(shè)置有密封組件。

優(yōu)選的，所述預(yù)制裂縫的兩端貼有應(yīng)變片，所述預(yù)制裂縫的中部和兩端均設(shè)置有夾式引伸計(jì)。

優(yōu)選的，所述混凝土試件沿其厚度方向預(yù)埋有6個上下貫通且?guī)菁y的螺桿，混凝土試件沿其長度方向的兩端各預(yù)埋4個高強(qiáng)度螺栓,所述左夾緊鋼板和右夾緊鋼板均通過高強(qiáng)度螺栓與混凝土試樣連接。

優(yōu)選的，所述密封組件包括方形蓋板和方形密封環(huán)，所述方形蓋板設(shè)置在正方形凹槽的正上方且通過螺桿與混凝土試樣連接，并在方形蓋板與混凝土試樣的縫隙內(nèi)填充密封膠，所述方形蓋板的中心位置設(shè)置有正方形缺口，所述正方形缺口的中間位置挖去尺寸小于正方形缺口的正方形塊形成臺階形槽，所述方形密封環(huán)設(shè)置在臺階形槽內(nèi)，所述方形密封環(huán)底部外端垂直向下延伸形成有固定板，所述臺階形槽的臺面上設(shè)置有與固定板相配合的固定槽，所述方形密封環(huán)的內(nèi)側(cè)上端水平向內(nèi)延伸形成有連接板，所述方形密封環(huán)中心位置設(shè)置有鋼化玻璃，所述鋼化玻璃通過螺絲與連接板固定連接，所述連接板與鋼化玻璃的縫隙內(nèi)填充有密封膠，所述鋼化玻璃上設(shè)置有注水口，所述注水口通過注水管與活塞式水壓泵連接。

優(yōu)選的，所述方形蓋板上的正方形缺口的內(nèi)壁上設(shè)置有水平方向的安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)置有壓板，所述壓板的上端面設(shè)置有第一齒輪槽，所述安裝槽的上側(cè)壁設(shè)置有內(nèi)陷的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有第一齒輪，所述第一齒輪通過中心軸與凹槽的兩端內(nèi)壁轉(zhuǎn)動連接，所述壓板被移動至安裝槽外側(cè)時對方形密封環(huán)進(jìn)行擠壓，并通過固定件與方形密封環(huán)實(shí)現(xiàn)連接。