CN104792611B - 混凝土受压破坏应力‑应变全曲线测试装置 - Google Patents

混凝土受压破坏应力‑应变全曲线测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种混凝土受压破坏应力‑应变全曲线测试装置,包括加载夹具、试件变形测试夹具和数据采集与处理系统,被测试件放置在所述加载夹具中,所述试件变形测试夹具夹持在被测试件上,并与数据采集与处理系统连接。本发明的一种混凝土受压破坏应力‑应变全曲线测试装置设计合理、结构简单、操作方便、环保高效、测试结果准确,易于推广实施。

Description

混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,属于建筑工程试验 检测技术领域。
背景技术
[0002] 混凝土是现代建筑工程中用量最大、用途最广的建筑材料,形成的钢筋混凝土结 构也是工程结构的主要型式。混凝土在单轴受压破坏时的应力-应变全曲线是对钢筋混凝 土结构进行合理设计,研究其强度和变形行为的基本依据之一,特别是对结构构件弹塑性 全过程分析,极限状态下构件截面应力分布,抗震和抗爆结构延性和恢复力特性分析等。然 而,目前在测试混凝土受压破坏应力-应变全曲线时尚无适用的试验装置,尤其对破坏应变 的测试,若采用粘贴应变片的方法,不但操作复杂、成本高,而且受应变片自身变形量的限 制,应变片断裂后就无法继续监测像钢纤维混凝土这种高延性材料受力破坏全过程的变 形,同时粘贴应变片所用的固化密封胶还会对试验人员带来健康危害;若采用磁性表座夹 持变形传感器的方法,由于很难找到合适的固定方式,在测试进程中因试件位移、磁性表座 扰动或在将多处测试值换算为试件单向变形值时都会引入测量误差。
[0003] 我国纤维混凝土试验方法标准CECS 13-2009提供了一种静力受压弹性模量变形 测量装置,其中,变形传感器夹具包括加紧螺钉和位移计夹持框架。这种装置对测试纤维混 凝土的弹性模量是适用的,但无法用于测试纤维混凝土的轴心受压应力-应变全曲线,即使 可用,也是一次性的,而且不能保证可获得理想的试验结果。原因在于纤维混凝土,尤其是 钢纤维混凝土破坏阶段的变形量很大,试件发生横向变形时会使位移计夹持框架受到挤压 变形甚至破坏,同时,如果位移计夹持框架做得很牢固又会产生环箍效应,类似箍筋的作 用,会给试验结果带来误差。而且,试件的压缩变形采用压紧的加持测量方式也有可能使位 移计受压破坏。
[0004] 现有一种塑性混凝土弹性模量测试仪(专利号CN203011770U)主要包括上环支架、 下环支架、千分表或位移传感器、调节螺栓、支架固定板紧定螺钉、支架固定板和千分表紧 定螺钉,在上环支架和下环支架上各设置有两个变形吸收器,变形吸收器包括紧定螺钉旋 扭、圆柱型弹簧挡板及紧固螺钉、圆柱型弹簧、圆柱型弹簧外套筒和圆柱型弹簧定位板及触 杆。该装置设置了弹簧作为变形吸收器,目的是消除试件受力后发生的横向变形对上下环 形支架带来的挤压,起到保护支架的作用。但实际应用表明,该装置仍存在不足之处:由于 采用的是两组紧定螺钉四夹持点垂直对称加持试件的方式,这对于完全均质的弹性材料竖 向变形的测试可完全保证测试精度,但混凝土是非均质的材料,一旦试件受压产生横向变 形,若垂直两个方向混凝土的横向变形存在差异,就可能产生两个结果:一种情况是,若加 持得不是太紧就可能使垂直方向的一组紧定螺钉偏离原位置,使上下环形支架发生变位从 而得不到精确的试验结果;另一种情况是,若加持得太紧,试件横向变形产生的挤压力有可 能使上下环形支架产生变形甚至破坏,并给试验结果带来误差。这种装置在测量试件的压 缩变形时也是采用压紧的加持测量方式,同样存在使位移计受压破坏的风险。该装置虽然 在一定范围内可满足测试塑性混凝土弹性模量的需要,但不能用来测试混凝土受压破坏时 的应力-应变全曲线。
[0005] 在混凝土抗压性能的研究中,有时为获得更好的全曲线下降段需增加刚性组件, 要测得试件受到的真实荷载还必须制作荷载传感器夹持夹具,试验时要对试件进行反复调 试对中,所有不合理的设计都将使得测试效率很低,而且未必能获得理想的试验结果。为 此,有必要开发一种结构简单、操作方便,成本低、效率高的混凝土受压破坏应力-应变全曲 线测试装置。
发明内容
[0006] 本发明针对现有技术存在的不足和缺陷,提供一种设计合理、结构简单、操作方便 并能精准测试混凝土受压破坏应力-应变全曲线的测试装置。
[0007] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种混凝土受压破坏应力-应变全曲 线测试装置,包括加载夹具、试件变形测试夹具和数据采集与处理系统,被测试件放置在所 述加载夹具中,所述试件变形测试夹具夹持在被测试件上,并与数据采集与处理系统连接。
[0008] 所述加载夹具由顶板、球铰、球铰连接件、传力板、弹簧、滑杆、荷载传感器、压板、 支柱、橡胶垫、试件定位夹具和底板构成;所述定位夹具设在底板上,底板两侧对称设有支 柱,所述支柱上端与滑杆下端套装在一起,两者形成滑动副,滑杆上端固定在顶板底面上, 该滑轨上套装有弹簧;所述顶板底面中心设置有与球铰相匹配的球窝,所述球铰置于球窝 内并与传力板联接成一体,所述顶板和传力板通过球铰连接件进行柔性连接;所述传力板 底面连接有荷载传感器,所述荷载传感器下端与压板上端连接。
[0009] 所述压板下底面上固定有橡胶垫,所述底板中心处粘贴有橡胶垫。
[0010] 所述试件定位夹具由L型试件定位板、位置调节螺钉和试件定位座组成,两排试件 定位座固定在底板中心的相邻两侧,所述试件定位座上设置有位置调节螺钉,所述位置调 节螺钉自由端设置T型挡凸,所述T型挡凸可卡在所述L型试件定位板内设置的T型凹槽内使 位置调节螺钉和定位板实现活动连接,位置调节螺钉通过T型挡凸带动定位板做前后移动。 所述L型试件定位板内角为内弧形。
[0011] 所述试件变形测试夹具由变形传感器支架、变形传感器顶杆、纵向变形传感器、横 向变形传感器、变形传感器中支架和变形传感器夹持杆组成;所述变形传感器支架分为变 形传感器上支架、变形传感器中支架和变形传感器下支架,三者由上至下平行布置;所述变 形传感器顶杆和变形传感器夹持杆分别安装在变形传感器支架上;所述横向变形传感器通 过加持孔安装在变形传感器支架上,竖向变形传感器安装在在变形传感器夹持杆上,所述 横向变形传感器和竖向变形传感器分别通过数据电缆与数据采集与处理系统连接。
[0012] 作为一种优选方案,所述变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、 挡板、夹持钉压紧弹簧和横向变形传感器加持孔组成;所述固定框架为方形,由左肢、右肢、 前肢和后肢组成。该固定框架的左肢中部设有一固定夹持钉,右肢前、后两侧分别设有用于 夹持活动夹持钉的限位框,活动夹持钉由限位框外边框穿入,由固定框架右肢内侧穿出;所 述活动夹持钉上设置固定挡板,其外侧套装夹持钉压紧弹簧,所述夹持钉压紧弹簧位于挡 板和限位框外边框的内壁之间;所述固定框架右肢外侧中部设置有横向变形传感器加持 孔,所述横向变形传感器加持孔内安装有横向变形传感器。
[0013] 所述变形传感器上支架固定框架的前、后肢外侧固定有开设加持孔的夹持肢,夹 持肢通过蝶形螺栓与变形传感器顶杆上端连接;所述变形传感器下支架固定框架的前、后 肢外侧固定有变形传感器夹持杆,所述变形传感器夹持杆顶端设置有用于安装纵向变形传 感器的纵向变形传感器夹持肢。
[0014] 所述变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、挡板和夹持钉压紧弹 簧组成;所述固定框架左肢中部设有一固定夹持钉,该固定框架右肢固定连接有活动夹持 钉限位框,限位框前、后两侧设置活动夹持钉,活动夹持钉一端由限位框外边框穿入,由固 定框架右肢内壁穿出;所述活动夹持钉上设置有固定挡板,其外侧套装夹持钉压紧弹簧,所 述夹持钉压紧弹簧位于挡板和限位框外边框的内壁之间;所述活动夹持钉伸出限位框外边 框的一端设置有横向位移计顶板,所述限位框右侧固定连接横向位移计夹持框,夹持框外 边框与横向位移计顶板对应位置设置用于安装横向位移传感器的加持孔。
[0015] 所述变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、挡板和夹持钉压紧弹 簧组成;所述固定框架左肢中部设有一固定夹持钉,该固定框架右肢固定连接有活动夹持 钉限位框,限位框前、后两侧分别设置活动夹持钉,活动夹持钉一端由限位框外纵梁穿入, 由固定框架右肢内壁穿出;所述活动夹持钉上分别设置有固定挡板,其外侧套装夹持钉压 紧弹簧,所述夹持钉压紧弹簧位于挡板和限位框外边框的内壁之间;所述两活动夹持钉的 挡板之间设有横向位移计顶板,该顶板两端分别铰接在两挡板上;在所述限位框外边框中 部安装有变形传感器,该变形传感器测量端的顶珠顶在所述顶板上。
[0016] 所述的变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、挡板和夹持钉压紧 弹簧组成;所述固定框架左肢中部设有一固定夹持钉,该固定框架右肢固定连接有活动夹 持钉限位框,限位框前、后两侧分别设置活动夹持钉,活动夹持钉一端由限位框外纵梁穿 入,由固定框架右肢内壁穿出;所述活动夹持钉上分别设置有固定挡板,其外侧套装夹持钉 压紧弹簧,所述夹持钉压紧弹簧位于挡板和限位框外边框内壁之间;所述安装框外纵梁中 部安装横向变形传感器,测试端向外;在所述两活动夹持钉伸出限位框右边框外侧的一端 分别与顶杆连接,一个采用铰接,另一个采用长圆孔和销轴连接。所述顶杆通过螺钉安装有 可横向调节位置的顶板,横向变形传感器测试端的顶珠顶在顶板上。
[0017] 所述数据采集与处理系统由荷载传感器、计算机、控制器、纵向变形传感器、横向 变形传感器和各种电缆联接组成。所述荷载传感器将试件受到的荷载信号转换成电信号通 过数据电缆传递给控制器中的数模转换元件,纵向变形传感器和横向变形传感器分别将试 件的纵向变形信号和横向变形信号转换成电信号通过数据电缆传递给控制器中的数模转 换元件,数模转换元件将输入的电信号转换成数字信号输入到计算机,所述计算机能通过 数据采集及分析软件将试验过程中的荷载和位移信号进行时时显示、记录和保存,并对结 果进行分析处理、给出性能参数。
[0018] 本发明的有益效果是:
[0019] 1、采用本发明的装置进行试验时,荷载传感器监测的是试件实际受到的荷载,尤 其是球铰头的设置使获得的荷载值更准确,特别适合于借助刚性辅助架等装置来测试混凝 土受压破坏应力-应变全曲线的试验。
[0020] 2、本发明加载夹具中弹簧和滑杆的设置可使上部装有荷载传感器的结构在未加 载时升起,一方面可为安放试件提供充分空间,另一方面,荷载传感器的这种固定方式可减 少每次使用都要搬动和定位调整带来的麻烦,甚至试验误差。为此,提高了试验效率和测试 效果。
[0021] 3、本发明加载夹具中试件定位夹具可根据试件尺寸的大小进行位置调节,保证试 件定位精准并实现对试件的快速安放。
[0022] 4、本发明变形传感器夹持架中设置三个夹持钉,采用三点加持的方式保证了夹持 的平面稳定性;其中两个活动夹持钉的独立自由伸缩可保证夹持架始终与试件的受压变形 相协调,避免了因试件侧面各部分变形不一致使某一只夹持钉出现松脱的现象,保证了纵 向和横向变形测试结果的精准性。
[0023] 5、本发明变形传感器夹持架中纵向变形传感器顶杆和夹持杆的设计使纵向变形 传感器对试件纵向变形的测试为滑出方式,可避免因试件变形量过大或破坏更严重时压坏 变形传感器。
[0024] 6、本发明测量横向变形时,在变形传感器上支架、中支架和下支架上均安装横向 变形传感器,试件的横向变形量为中支架横向变形传感器测量值与上下支架上横向变形传 感器测量值的均值,使测试结果更准确。
[0025] 7、本发明的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置不仅适用于截面为方形的 试件,也适用于截面为圆形的试件。
[0026] 8、本发明装置的各个部件均可反复多次利用,环保,而且操作快捷高效,结果精 准。
[0027] 9、综上,本发明的一种混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置设计合理、结构 简单、操作方便、环保高效、测试结果准确,易于推广实施。
附图说明
[0028] 图1是本发明实施例1的一种混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置结构示意 图;
[0029] 图2是本发明实施例1的变形传感器上支架结构示意图;
[0030] 图3是本发明实施例1的变形传感器下支架结构示意图;
[0031] 图4是本发明实施例1的变形传感器中支架结构示意图;
[0032] 图5是本发明实施例1的试件定位夹具的主视结构示意图;
[0033]图6是图5的俯视结构示意图;
[0034] 图7是本发明实施例2的横向变形传感器夹持示意图;
[0035] 图8是本发明实施例3的横向变形传感器夹持示意图;
[0036] 图9是本发明实施例4的横向变形传感器夹持示意图;
[0037] 图10是普通混凝土轴心抗压破坏应力-应变全曲线;
[0038] 图11是钢纤维混凝土轴心抗压破坏应力-应变全曲线。
具体实施方式
[0039] 下面根据附图及实施例对本发明做进一步详细说明,但本发明不限于以下所述实 施例。
[0040] 实施例1:参见图1、图2、图3、图4、图5及图6,图1中本实施例的混凝土受压应力-应 变全曲线测试装置包括加载夹具、试件变形测试夹具和数据采集与处理系统。具体由顶板 I、 球铰2、球铰连接件3、传力板4、弹簧5、滑杆6、荷载传感器7、压板8、支柱9、试件10、橡胶垫 II、 L型试件定位板12、位置调节螺钉13、试件定位座14、底板15、固定夹持钉16、蝶形螺栓 17、变形传感器顶杆18、变形传感器上支架19、活动夹持钉20、挡板21、夹持钉压紧弹簧22、 计算机23、控制器24、纵向变形传感器25、横向变形传感器26、变形传感器中支架27、横向变 形传感器加持孔28、变形传感器下支架29、变形传感器夹持杆30构成。
[0041] 所述加载夹具由顶板1、球铰2、球铰连接件3、传力板4、弹簧5、滑杆6、荷载传感器 7、压板8、支柱9、橡胶垫11、L型试件定位板12、位置调节螺钉13、试件定位座14和底板15构 成。顶板1底面中心设置有球窝,球铰2置于球窝内并与传力板4联接成一体,所述顶板和传 力板通过球铰连接件3进行柔性联接。球铰的设置可确保试件受力均匀,避免偏压和集中荷 载的产生。所述传力板通过螺丝与荷载传感器7联接,所述荷载传感器通过螺丝与压板8联 接。所述压板下粘贴橡胶垫11,所述橡胶垫直接压在被测试件10上,所述试件底面也压在另 一块橡胶垫11上,所述橡胶垫直接放在底板15的上表面中心。所述荷载传感器的联接方式 可确保测试结果的准确性。所述试件的左侧和后侧设置有试件定位夹具,所述试件定位夹 具由L型试件定位板12、位置调节螺钉13和试件定位座14组成。两排试件定位座14固结在底 板15中心的左侧和后侧,所述试件定位座上设置有位置调节螺钉13,所述位置调节螺钉相 对试件定位座的转动可带动L型试件定位板12做前后和左右方向的移动。所述L型试件定位 板12内角为内圆弧设计,可避免试件棱角的制作偏差给准确定位带来的影响。所述试件定 位夹具的设置可实现对试件的快速安放。底板15左右两端中心固结有支柱9,所述支柱上端 设置有支臂,所述支柱通过支臂上设置的滑动孔与滑杆6进行滑动联接,所述滑杆顶端固结 在顶板1的端部底面中心,所述滑杆上套有弹簧5,在不受外加荷载时,所述弹簧可将由顶板 1、球铰2、球铰连接件3、传力板4、弹簧5、滑杆6和荷载传感器7组成的加载夹具上方部分弹 起,为放置试件提供合适空间。进行加载试验时,顶板1压挤弹簧5并带动滑杆6沿支柱9支臂 上的滑动孔向下运动,所述顶板同时带动荷载传感器7向下运动并使试件受力。所述滑杆向 下的运动行程与试件高度基本一致,可确保试件破坏时有充分的受力和变形量。
[0042] 试件变形测试夹具由固定夹持钉16、蝶形螺栓17、变形传感器顶杆18、变形传感器 上支架19、活动夹持钉20、挡板21、夹持钉压紧弹簧22、纵向变形传感器25、横向变形传感器 26、变形传感器中支架27、横向变形传感器加持孔28、变形传感器下支架29、变形传感器夹 持杆30等组成。变形传感器上支架19、变形传感器中支架27和变形传感器下支架29在结构 上大致相同,参看图2、图3和图4。所述变形传感器上支架、变形传感器中支架和变形传感器 下支架的共同特征是均由固定夹持钉16、活动夹持钉20、挡板21、夹持钉压紧弹簧22和横向 变形传感器加持孔28组成。活动夹持钉20为前后2只,每只活动夹持钉上均固结有挡板21, 在外边框和挡板21之间设置有夹持钉压紧弹簧22,压缩夹持钉压紧弹簧22可使整个支架固 定在试件上。右侧2只活动夹持钉20与固定夹持钉16对试件形成三点夹持,保证平面夹持的 稳定性;所述2只活动夹持钉的独立伸缩可确保三夹持点始终与试件受力时的变形协调,不 会因试件各侧面变形不一致产生松脱,并避免了测试误差的产生。右侧框架中心处设置有 横向变形传感器加持孔28,所述横向变形传感器加持孔可夹持横向变形传感器26,实现对 试件横向变形的测试,从而可得到试件受压时弹性段的泊松比,也可了解混凝土材料破坏 时的延性性能。变形传感器上支架19的前后框架外侧设置有加持孔的夹持肢,夹持肢外端 设置有蝶形螺栓17,旋紧所述蝶形螺栓可将变形传感器顶杆18紧固在所述变形传感器上支 架上。所述变形传感器顶杆可沿加持孔调节高度,以适应不同的纵向变形传感器25的量程。 与变形传感器上支架19对应,变形传感器下支架29的前后框架外侧固结有变形传感器夹持 杆30,所述变形传感器夹持杆顶端设置有夹持纵向变形传感器25的夹持肢,夹持肢外端设 置有蝶形螺栓17,旋紧所述蝶形螺栓可将纵向变形传感器25紧固在所述变形传感器下支架 上。所述变形传感器上支架和变形传感器下支架配合使用才可实现对试件受压进程中纵向 变形的测试。测试时纵向变形传感器25固定在变形传感器下支架29的变形传感器夹持杆30 上,变形传感器上支架19的变形传感器顶杆18顶在所述纵向变形传感器测试端的顶珠上。 在试件受压试验时,所述纵向变形传感器和变形传感器顶杆做反向运动,这样可确保试件 在发生大变形受压时不会压坏纵向变形传感器。
[0043] 数据采集与处理系统由荷载传感器7、计算机23、控制器24、纵向变形传感器25、横 向变形传感器26和各种电缆联接组成。荷载传感器7将试件受到的荷载信号转换成电信号 通过数据电缆传递给控制器24中的数模转换元件,纵向变形传感器25和横向变形传感器26 分别将试件的纵向变形信号和横向变形信号转换成电信号通过数据电缆传递给控制器24 中的数模转换元件,数模转换元件将输入的电信号转换成数字信号输入到计算机23,所述 计算机能通过数据采集及分析软件将试验过程中的荷载和位移信号进行时时显示、记录和 保存,并对结果进行分析处理、给出试验报告,包括试件的抗压强度、极限应变、泊松比、弹 性模量等技术参数。
[0044] 实施例2:参见图7,本实施例的混凝土受压应力-应变全曲线测试装置与实施例1 在加载夹具和数据采集与处理系统部分完全相同,其试件变形测试夹具区别于实施例1的 特征在于:在变形传感器支架固定框架设置有活动夹持钉的右肢外侧固定连接有活动夹持 钉限位框,所述活动夹持钉伸出限位框外边框的一端设置有横向位移计顶板,所述限位框 右侧固定连接横向位移计夹持框,夹持框外边框与横向位移计顶板对应位置设置用于安装 横向位移传感器的加持孔,孔内安装两个横向位移传感器,试件的横向变形量是两个横向 位移传感器的均值。
[0045] 实施例3:参见图8,本实施例与实施例1和实施例2在加载夹具和数据采集与处理 系统部分完全相同,其区别于实施例1和实施例2的特征在于:将横向变形传感器夹持在限 位框的外框上,横向变形传感器测量端的顶珠顶在联接两活动夹持钉挡板的顶板上,所述 顶板一端与一只活动夹持钉进行轴联接,设有长圆孔的另一端与另一只活动夹持钉进行轴 联接,这样可保证两只活动夹持钉的独立性,同时可测定试件的横向变形量。
[0046] 实施例4:参见图9,本实施例与上述实施例1、2和3在加载夹具和数据采集与处理 系统部分完全相同,其试件横向变形测试夹具区别于上述3个实施例的特征在于:横向变形 传感器夹持在限位框的外边框上,测试端向外顶在可横向调节位置的顶板上,顶板通过蝶 形螺栓固定在顶杆上,顶杆一端与一只活动夹持钉进行轴联接,设有长圆孔的另一端与另 一只活动夹持钉进行轴联接。测试的试件横向变形量是两个活动夹持钉横向伸缩量的均 值。
[0047] 上述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围,任何本领 域的技术人员在不脱离本发明构思和原理的前提下,可对上述实施例进行多种变化、修改、 替换和变型。比如改变加载夹具、试件变形测试夹具和数据采集与处理系统的大小或数量, 或改变组件的具体结构,如将实施例1中加载夹具的支柱和滑杆的上下位置进行调换,在实 施例1中纵向变形测试时将纵向传感器和顶板做相向运动,为更适用于对圆柱形试件的测 试将试件变形测试夹具的固定框架改变为圆环形状,或仅使用试件变形测试夹具和数据采 集与处理系统的功能等均可构成本发明的一个具体实施例,在此不一一详述。
[0048] 试验验证:某大学应用本发明的混凝土受压应力-应变全曲线测试装置测试了普 通混凝土及钢纤维混凝土棱柱体试件的轴心抗压性能。
[0049] 本实例中原材料为:42.5级的普通硅酸盐水泥,Π级粉煤灰,粒径为5-20_的石灰 岩碎石,细度模数为3.0的中粗河砂,长度35mm、直径0.57mm的冷拉钢丝切断型钢纤维,聚羧 酸高效减水剂,自来水。普通混凝土及钢纤维混凝土的单方配合比见表1。
[0050]
Figure CN104792611BD00101
[0051] 试件制备时先将满足工作性要求的拌合物浇入试模,然后于室内静置24小时拆模 编号,再放入标准养护室养护28天后进行轴心抗压力学性能的试验,试验依据国家标准《普 通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T500081-2002规定的方法进行。所测两种类型混凝土 轴心抗压性能指标见表2,典型的轴心抗压破坏应力-应变全曲线见图10和图11。
[0052]
Figure CN104792611BD00102
[0053] 由实测数据可以看出,利用本发明的混凝土受压应力-应变全曲线测试装置可方 便得到一定加载条件下混凝土试件的轴心抗压强度和变形值,尤其是试件的横向变形值。

Claims (9)

1. 一种混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,包括加载夹具、试件变形测试夹具 和数据采集与处理系统,其特征在于:被测试件放置在所述加载夹具中,所述试件变形测试 夹具夹持在被测试件上,其由变形传感器支架、变形传感器顶杆、纵向变形传感器、横向变 形传感器和变形传感器夹持杆组成;所述变形传感器支架分为变形传感器上支架、变形传 感器中支架和变形传感器下支架,三者由上至下平行布置;所述变形传感器顶杆和变形传 感器夹持杆分别安装在变形传感器支架上;所述横向变形传感器通过加持孔安装在变形传 感器支架上,竖向变形传感器安装在变形传感器夹持杆上,所述横向变形传感器和竖向变 形传感器分别通过数据电缆与数据采集与处理系统连接。
2. 根据权利要求1所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所 述的加载夹具由顶板、球铰、球铰连接件、传力板、弹簧、滑杆、荷载传感器、压板、支柱、橡胶 垫、试件定位夹具和底板构成;所述定位夹具设在底板上,底板两侧对称设有支柱,所述支 柱上端与滑杆下端套装在一起,两者形成滑动副,滑杆上端固定在顶板底面上,该滑杆上套 装有弹簧;所述顶板底面中心设置有与球铰相匹配的球窝,所述球铰置于球窝内并与传力 板联接成一体,所述顶板和传力板通过球铰连接件进行柔性连接;所述传力板底面连接有 荷载传感器,所述荷载传感器下端与压板上端连接。
3. 根据权利要求2所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所 述的压板下底面上固定有橡胶垫,所述底板中心处粘贴有橡胶垫。
4. 据权利要求2所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所述 的试件定位夹具由L型试件定位板、位置调节螺钉和试件定位座组成,两排试件定位座固定 在底板中心的相邻两侧,所述试件定位座上设置有位置调节螺钉,所述位置调节螺钉自由 端设置T形挡凸,T形挡凸卡在L型定位板内开设的与T型挡凸相匹配的T型凹槽内,所述L型 试件定位板内角为内弧形。
5. 根据权利要求1所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所 述的变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、挡板、夹持钉压紧弹簧和横向 变形传感器加持孔组成;所述固定框架为方形,由左肢、右肢、前肢和后肢组成,该固定框架 的左肢中部设有一固定夹持钉,右肢前、后两侧分别设有用于夹持活动夹持钉的限位框,活 动夹持钉由限位框外边框穿入,由固定框架右肢内侧穿出;所述活动夹持钉上设置固定挡 板,其外侧套装夹持钉压紧弹簧,所述夹持钉压紧弹簧位于挡板和限位框外边框的内壁之 间;所述固定框架右肢外侧中部设置有横向变形传感器加持孔,所述横向变形传感器加持 孔内安装有横向变形传感器。
6. 根据权利要求5所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所 述变形传感器上支架固定框架的前、后肢外侧固定有开设加持孔的夹持肢,夹持肢通过蝶 形螺栓与变形传感器顶杆上端连接;所述变形传感器下支架固定框架的前、后肢外侧固定 有变形传感器夹持杆,所述变形传感器夹持杆顶端设置有用于安装纵向变形传感器的纵向 变形传感器夹持肢。
7. 根据权利要求1所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所 述的变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、挡板和夹持钉压紧弹簧组成; 所述固定框架左肢中部设有一固定夹持钉,该固定框架右肢固定连接有活动夹持钉限位 框,限位框前、后两侧设置活动夹持钉,活动夹持钉一端由限位框外边框穿入,由固定框架 右肢内壁穿出;所述活动夹持钉上设置有固定挡板,其外侧套装夹持钉压紧弹簧,所述夹持 钉压紧弹簧位于挡板和限位框外边框的内壁之间;所述活动夹持钉伸出限位框外边框的一 端设置有横向位移计顶板,所述限位框右侧固定连接横向位移计夹持框,夹持框外边框与 横向位移计顶板对应位置设置用于安装横向位移传感器的加持孔。
8. 根据权利要求1所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所 述的变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、挡板和夹持钉压紧弹簧组成; 所述固定框架左肢中部设有一固定夹持钉,该固定框架右肢固定连接有活动夹持钉限位 框,限位框前、后两侧分别设置活动夹持钉,活动夹持钉一端由限位框外纵梁穿入,由固定 框架右肢内壁穿出;所述活动夹持钉上分别设置有固定挡板,其外侧套装夹持钉压紧弹簧, 所述夹持钉压紧弹簧位于挡板和限位框外边框的内壁之间;所述两活动夹持钉的挡板之间 设有横向位移计顶板,该顶板两端分别铰接在两挡板上;在所述限位框外边框中部安装有 变形传感器,该变形传感器测量端的顶珠顶在所述顶板上。
9. 根据权利要求1所述的混凝土受压破坏应力-应变全曲线测试装置,其特征在于:所 述的变形传感器支架由固定框架、固定夹持钉、活动夹持钉、挡板和夹持钉压紧弹簧组成; 所述固定框架左肢中部设有一固定夹持钉,该固定框架右肢固定连接有活动夹持钉限位 框,限位框前、后两侧分别设置活动夹持钉,活动夹持钉一端由限位框外纵梁穿入,由固定 框架右肢内壁穿出;所述活动夹持钉上分别设置有固定挡板,其外侧套装夹持钉压紧弹簧, 所述夹持钉压紧弹簧位于挡板和限位框外边框内壁之间;所述安装框外纵梁中部安装横向 变形传感器,测试端向外;所述两活动夹持钉伸出限位框右边框外侧的一端分别与顶杆连 接,两活夹持钉的其中一个与顶杆采用铰接,另一个活动夹持钉采用长圆孔和销轴与顶杆 连接;所述顶杆通过螺钉安装有可横向调节位置的顶板,横向变形传感器测试端的顶珠顶 在顶板上。
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