CN109827824B - 一种制作土工试样裂缝的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土木工程领域,涉及一种制作土工试样裂缝的装置,包括用于固定土工试样的固定模块、用于在土工试样一端或两端加工裂缝的压裂模块、以及用于驱动压裂模块沿朝向或远离土工试样的方向运动的驱动模块,土工试样由所述固定模块进行固定,所述压裂模块紧密贴合土工试样需要制出裂缝的一端或两端,由所述驱动模块带动所述压裂模块进行运动,在土工试样上制出裂缝。采用本发明制备的开裂混凝土试件裂缝与实际混凝土结构开裂具有相同的性质与形状。本发明装置简单,操作方便,基本不用维修,可较好防止混凝土试件受压过程中碎块飞溅,保护实验人员安全,可以广泛应用到混凝土试件裂缝制备中,为研究开裂混凝土的力学特性提供了基础。
Description
技术领域
本发明属于土木工程领域,涉及一种制作土工试样裂缝的装置。
背景技术
混凝土材料具有来源广泛、施工工艺简单、有较高的强度、耐久性等优点,因此混凝土材料被广泛的应用在工程建设中。但是,混凝土结构在施工阶段会因为温度、收缩、振捣不到位等因素引起结构产生裂缝。同样在使用阶段,由于地基不均匀沉降、水压、火灾、碰撞等外部因素导致结构再次产生裂缝。所以,大多数的混凝土结构并不是理想状态下均匀、连续的。目前,对于桥梁结构、隧道结构中大多数裂缝的研究处于裂缝出现后怎样修补产生的裂缝,并没有通过预设裂缝的混凝土试件研究开裂状态下的混凝土材料的力学性能,深入研究混凝土结构裂缝制备装备具有十分重要的意义。
通过对现有技术文献检索发现,虽然已有制作混凝土试件裂缝的装置的专利文献,大多仅仅只通过计算机仿真技术模拟混凝土裂缝扩展,并没有制备实体混凝土试块模拟;或其结构过于简单和不能制作精细裂缝,且底部螺杆在受压过程中不能固定,易发生位置偏移;或其操作过于复杂,制作混凝土裂缝效果一般。
目前,制作混凝土试件裂缝的方法主要有:预制裂缝法、劈裂开裂法和弯拉开裂法三种方法。预制裂缝需要浇筑混凝土试件时事先插入所需要厚度的薄片,其产生的裂缝过于平整,无法反应混凝土实际破坏形状;弯拉开裂需要浇筑混凝土时,通过加载使受拉区形成裂缝且不易控制;本实验采用劈裂开裂法,通过预制混凝土试块和劈裂刀具,克服了试件裂缝过于平整的问题,并且在实验过程中不需要施加荷载,从而保证了实验的精度和简便性,与实际情况开裂情况相符。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种制作土工试样裂缝的装置,主要用于制作混凝土试样的裂缝,提供一种更加简单、方便、精确制作混凝土试件裂缝的装置。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种制作土工试样裂缝的装置,包括用于固定土工试样的固定模块、用于在土工试样一端或两端加工裂缝的压裂模块、以及用于驱动压裂模块沿朝向或远离土工试样的方向运动的驱动模块,土工试样由所述固定模块进行固定,所述压裂模块紧密贴合土工试样需要制出裂缝的一端或两端,由所述驱动模块带动所述压裂模块进行运动,在土工试样上制出裂缝。
可选地,所述固定模块包括分设在土工试样两侧且相对设置的限位板,所有限位板共同围成用于容纳土工试样的调节仓;其中一块限位板或所有限位板沿朝向或远离土工试样的方向运动,调整所述调节仓的大小。
可选地,所述固定模块包括固定设置的固定板,所述固定板与所述限位板相匹配;所述固定板通过调节螺栓连接与其相匹配的限位板;通过调整所述调节螺栓在限位板与固定板之间的距离调整调节仓的大小。
可选地,所述压裂模块包括呈相对设置的第一承压板以及第二承压板;所述固定模块设置在所述第一承压板朝向所述第二承压板的一侧上;还包括设置在所述第二承压板朝向所述第一承压板的一侧上的第一刀具。
可选地,还包括设置在所述第一承压板朝向所述第二承压板的一侧上且位置与所述第一刀具相匹配的第二刀具。
可选地,所述第一刀具与所述第二刀具均呈三角形且所述第一刀具与所述第二刀具的尖端相对。
可选地,所述驱动模块包括贯穿设置在第一承压板与第二承压板之间的立柱,以及设置在立柱上且由第一承压板与第二承压板固定的弹性单元;通过弹性单元的伸缩调节第一承压板与第二承压板之间的距离。
可选地,所述弹性单元为螺旋弹簧。
可选地,还包括用于限制第一刀具位置的限位柱;所述限位柱设置在第一承压板朝向所述第二承压板的一侧上。
可选地,所述限位柱上还设有刻度。
可选地,所述限位柱设有两个,分设在第一承压板的两端。
可选地,所述限位柱包括带有刻度的柱体以及用于支撑柱体的底柱,所述底柱远离所述柱体的一侧与所述第一承压板固定连接。
可选地,所述柱体伸缩设置在底柱上。
本发明的有益效果在于:
本发明可以稳定地在小型混凝土试件上制备裂缝。采用本发明制备的开裂混凝土试件裂缝与实际混凝土结构开裂具有相同的形状与路径。同时本发明装置能保证制备的混凝土裂缝位于试件中间位置,不向两侧发生偏移。且本发明可以调节限位柱的高度去控制劈裂深度,从而控制混凝土试件的裂缝宽度,可以根据实验需要精准控制混凝土试件裂缝的宽度。另外本发明装置简单,操作方便,基本不用维修,可防止混凝土试件受压过程中碎块飞溅,保护实验人员安全,可以广泛应用到混凝土试件裂缝制备中,为研究开裂混凝土的耐久性提供了基础。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详细描述,其中:
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的第二视角示意图;
图3为限位柱的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本发明的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1-图3,附图中的元件标号分别表示:第一刀具11、固定板12、第二刀具13、调节仓14、调节螺栓15、第二承压板21、第一承压板22、立柱23、螺旋弹簧24、柱体31、底柱32。
本发明涉及一种制作土工试样裂缝的装置,包括用于固定土工试样的固定模块、用于在土工试样一端或两端加工裂缝的压裂模块、以及用于驱动压裂模块沿朝向或远离土工试样的方向运动的驱动模块,土工试样由所述固定模块进行固定,所述压裂模块紧密贴合土工试样需要制出裂缝的一端或两端,由所述驱动模块带动所述压裂模块进行运动,在土工试样上制出裂缝。
可选地,所述固定模块包括分设在土工试样两侧且相对设置的限位板,所有限位板共同围成用于容纳土工试样的调节仓14;其中一块限位板或所有限位板沿朝向或远离土工试样的方向运动,调整所述调节仓14的大小;所述固定模块包括固定设置的固定板12,所述固定板12与所述限位板相匹配;所述固定板12通过调节螺栓15连接与其相匹配的限位板;通过调整所述调节螺栓15在限位板与固定板12之间的距离调整调节仓14的大小。
可选地,所述压裂模块包括呈相对设置的第一承压板22以及第二承压板21;所述固定模块设置在所述第一承压板22朝向所述第二承压板21的一侧上;还包括设置在所述第二承压板21朝向所述第一承压板22的一侧上的第一刀具11;还包括设置在所述第一承压板22朝向所述第二承压板21的一侧上且位置与所述第一刀具11相匹配的第二刀具13;所述第一刀具11与所述第二刀具13均呈三角形且所述第一刀具11与所述第二刀具13的尖端相对;所述驱动模块包括贯穿设置在第一承压板22与第二承压板21之间的立柱23,以及设置在立柱23上且由第一承压板22与第二承压板21固定的弹性单元;通过弹性单元的伸缩调节第一承压板22与第二承压板21之间的距离;所述弹性单元为螺旋弹簧24。
在本实施例中,还包括用于限制第一刀具11位置的限位柱;所述限位柱设置在第一承压板22朝向所述第二承压板21的一侧上;所述限位柱上还设有刻度;所述限位柱设有两个,分设在第一承压板22的两端;所述限位柱包括带有刻度的柱体31以及用于支撑柱体31的底柱32,所述底柱32远离所述柱体31的一侧与所述第一承压板22固定连接;所述柱体31伸缩设置在底柱32上。
在本实施例中,第一承压板22、第二承压板21的厚度均为20mm,固定在第一承压板22上的立柱23的直径为15mm,第一承压板22、第二承压板21的四周预留用于穿过立柱23的圆形孔洞直径为16mm,第一刀具11的厚度为1mm,第二刀具13的厚度为2mm,两根限位柱的直径为10mm,只作为第一刀具11的限位用,并且在限位柱上设有刻度,用于确定第一刀具11的劈裂深度。
制作土工试样裂缝装置的使用方法包括以下步骤:
1)将混凝土试件放在第二刀具13上,通过调节螺栓15调整调节仓14的大小,所述固定板12和限位板之间还可以设有弹簧,通过调节螺栓15调整位置对弹簧进行压缩或者放松,缩小或者扩大调节仓14使土工试样固定,从而保证土工试样受压时稳定平整、前后侧稳定不晃动。
2)土工试样位置固定好后,根据需要裂缝的宽度调整好限位柱的高度,将装备整体放入万能试验机中心点位置,启动万能试验机直至裂缝出现并达到要求后停止,此种情况下,裂缝会出现在刀具正对应土工试样的位置。
本发明可以稳定地在小型混凝土试件上制备裂缝。采用本发明制备的开裂混凝土试件裂缝与实际混凝土结构开裂具有相同的形状与路径。同时本发明装置能保证制备的混凝土裂缝位于试件中间位置,不向两侧发生偏移。且本发明可以调节限位柱的高度去控制劈裂深度,从而控制混凝土试件的裂缝宽度,可以根据实验需要精准控制混凝土试件裂缝的宽度。另外本发明装置简单,操作方便,基本不用维修,可防止混凝土试件受压过程中碎块飞溅,保护实验人员安全,可以广泛应用到混凝土试件裂缝制备中,为研究开裂混凝土的耐久性提供了基础。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种制作土工试样裂缝的装置,其特征在于:
包括用于固定土工试样的固定模块、用于在土工试样一端或两端加工裂缝的压裂模块、以及用于驱动压裂模块沿朝向或远离土工试样的方向运动的驱动模块,土工试样由所述固定模块进行固定,所述压裂模块紧密贴合土工试样需要制出裂缝的一端或两端,由所述驱动模块带动所述压裂模块进行运动,在土工试样上制出裂缝;
所述压裂模块包括呈相对设置的第一承压板以及第二承压板;所述固定模块设置在所述第一承压板朝向所述第二承压板的一侧上;还包括设置在所述第二承压板朝向所述第一承压板的一侧上的第一刀具;
还包括用于限制第一刀具位置的限位柱;所述限位柱设置在第一承压板朝向所述第二承压板的一侧上;
所述限位柱上还设有刻度;
所述限位柱包括带有刻度的柱体以及用于支撑柱体的底柱,所述底柱远离所述柱体的一侧与所述第一承压板固定连接;所述柱体伸缩设置在底柱上。
2.如权利要求1中所述的制作土工试样裂缝的装置,其特征在于:
所述固定模块包括分设在土工试样两侧且相对设置的限位板,所有限位板共同围成用于容纳土工试样的调节仓;其中一块限位板或所有限位板沿朝向或远离土工试样的方向运动,调整所述调节仓的大小。
3.如权利要求2中所述的制作土工试样裂缝的装置,其特征在于:
所述固定模块包括固定设置的固定板,所述固定板与所述限位板相匹配;所述固定板通过调节螺栓连接与其相匹配的限位板;通过调整所述调节螺栓在限位板与固定板之间的距离调整调节仓的大小。
4.如权利要求1中所述的制作土工试样裂缝的装置,其特征在于:
还包括设置在所述第一承压板朝向所述第二承压板的一侧上且位置与所述第一刀具相匹配的第二刀具。
5.如权利要求4中所述的制作土工试样裂缝的装置,其特征在于:
所述第一刀具与所述第二刀具均呈三角形且所述第一刀具与所述第二刀具的尖端相对。
6.如权利要求1中所述的制作土工试样裂缝的装置,其特征在于:
所述驱动模块包括贯穿设置在第一承压板与第二承压板之间的立柱,以及设置在立柱上且由第一承压板与第二承压板固定的弹性单元;通过弹性单元的伸缩调节第一承压板与第二承压板之间的距离。
7.如权利要求6中所述的制作土工试样裂缝的装置,其特征在于:
所述弹性单元为螺旋弹簧。
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