CN110879177A - 一种混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土水力劈裂测试中密封加固装置，本发明包括左右对称设置的两个钢框架、托盘和支撑座，钢框架由四条钢块组合制成，支撑座通过铰链连接在钢框架之间，铰链由两个钢条铰接制成，钢条分别铰接在两个钢框架上，两个钢条的铰接点处铰接有支撑座；托盘上设有扣槽，托盘通过扣槽和长螺栓固定在钢框架之间。本装置通过铰链及交错的底部托盘使得固定于试件上的钢框架能够随着试件裂缝发展而作相应的协调变形，从而消除加固装置对试件断裂过程的影响，进而提高水力劈裂作用下混凝土试件断裂试验的结果精度。

Description

一种混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置
技术领域
本发明涉及一种混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，属于水工混凝土水力劈裂模拟实验技术领域。
背景技术
经过多年来的运行，水工混凝土结构上均已存在不同程度的裂缝，部分水工混凝土结构甚至在施工期间就出现了裂缝。在水压环境下混凝土结构的裂缝内部会受到水压的劈裂作用，高水压的环境下该作用的效果会更加明显。由于裂缝内的水压作用，水工混凝土结构会出现运行安全期内承载力缺失而发生的突然破坏现象。因此，研究水压力与荷载应力耦合作用下的混凝土断裂问题具有重要的意义。
混凝土试件水力劈裂试验成功的关键在于解决密封加固装置对试验结果的干扰作用。目前，混凝土试件水力劈裂试验中解决水压密封加固问题的方法大多采用钢板直接加压于密封裂缝表面的橡胶板上，或者通过建立混凝土试件裂缝周围整体密封空间的方式形成裂缝空间内充满水压。前者密封加固装置对试件的摩擦作用会对试验过程产生影响，后者的橡胶板密封空间充满压力水后会产生臌胀，使得水压作用面积大于裂缝的表面积，对混凝土试件额外产生张拉力。同时，现有装置不能够适应多尺寸、多结构类型的混凝土试件，试验中需要针对某一类的试件形式制作特定尺寸的密封加固装置。本发明提供了一种既可消除对混凝土试件试验的影响又能限制裂缝内部充水空间，并且可以适应试件多尺寸的混凝土水力劈裂测试中的密封加固装置。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种可以适应试件多尺寸的混凝土水力劈裂测试中的密封加固装置。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，包括左右对称设置的两个钢框架、托盘和支撑座，所述钢框架由四条钢块组合制成，所述支撑座通过铰链连接在所述钢框架之间，所述铰链由两个钢条铰接制成，所述钢条分别铰接在两个钢框架上，所述两个钢条的铰接点处铰接有所述支撑座；所述托盘上设有扣槽，所述托盘通过扣槽和长螺栓固定在所述钢框架之间。
上述方案的进一步改进是：所述托盘为两块相互咬合的钢板制成，所述钢板一端为矩形齿状。
上述方案的进一步改进是：所述支撑座为钢制的脚杯形支撑座。
上述方案的进一步改进是：所述钢框架与所述试件之间设有橡胶板。
上述方案的进一步改进是：所述钢框架顶端设有顶端螺栓。
本发明的有益效果在于：本发明的整体钢框架固定密封裂缝的橡胶板，可实现高水压加载；本发明的整体钢框随着裂缝扩展可自由张开及转动，不产生额外阻力，可消除加固装置对裂缝扩展的影响；本发明的脚杯形支撑座可抵消橡胶板受裂缝内部水压作用的臌胀效应，不形成水腔，保证了内水压作用面积等于裂缝表面积；本发明的底部交错的托盘随着裂缝扩展而张开、转动，可消除底部橡胶板的臌胀形成水腔；本发明的支撑座通过铰链固定于钢框架上，可消除脚支座在裂缝扩展过程中的移动从而产生的摩擦力；本发明为装配式结构，可以适应于多类型、多尺寸的混凝土试件。本发明结构简单，安装方便，安全可靠，结构尺寸适用性强，可重复利用。
附图说明
图1为本发明的混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置结构示意图；
图2为图1的正视图。
图中：钢框架1、橡胶板2、铰链3、支撑座4、托盘5、螺栓6、螺母7、顶端螺栓8、混凝土试件9。
具体实施方式
下面对照附图，通过实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例
如图1至图2所示，本发明的一种混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，包括套设在混凝土试件9裂缝表面的橡胶板2外的钢框架1、底端两块相互咬合的托盘5、防止橡胶板2臌胀的支撑座4、连接支撑座与钢框架的铰链3、螺栓6和螺母7和固定在钢框架上的顶端螺栓8。
左右对称的钢框架1均通过顶端螺栓8分别夹持混凝土试件9的两端。
托盘5通过表面的扣槽连接钢框架1，并固定于混凝土试件9的底端，用以防止橡胶板2底面臌胀形成测量误差。
支撑座4通过铰链3由螺栓6螺母5连接钢框架1，用以防止橡胶板2侧面臌胀形成测量误差。支撑座4为钢制的脚杯形支撑座。
如图1所示，钢框架1在待测试件9顶端预留荷载加载空间，使得该装置可应用于混凝土水力劈裂测试中试件密封加固。
本实施例中，混凝土试件9为尺寸为200×200×120mm的混凝土试件；预制裂缝宽2mm，高度80mm，裂缝位于混凝土试件9的中心线处，裂缝的张口向下。
橡胶板2尺寸为400×80×3mm，橡胶板2具有很强的延展性以适应混凝土试件9的裂缝扩展产生的变形。
对称的钢框架1的内截面尺寸为300×120mm，其高度大于混凝土试件9的高度，固定钢框架1于混凝土试件9外部橡胶板2上，通过上端的顶端螺栓8调节钢框架1的高度以适应混凝土试件9的高度；托盘5在通过扣槽固定于钢框架1后，随着钢框架1固定后，安装固定于混凝土试件9底部；侧面的多组支撑座4通过铰链3、螺栓6、螺母7事先安装于钢框架1上，将钢框架1安装在试件9上后，通过微调螺母7以实现支撑座4的支撑作用。
具体的，测试不同高度的试件9时，仅需调节钢框架1上端的顶端螺栓8的伸出的长度，并改变侧面支撑座3及相应的铰链4的数量以适应混凝土试件9的断裂过程区长度。
以上仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，其特征在于：包括左右对称设置的两个钢框架、托盘和支撑座，所述钢框架由四条钢块组合制成，所述支撑座通过铰链连接在所述钢框架之间，所述铰链由两个钢条铰接制成，所述钢条分别铰接在两个钢框架上，所述两个钢条的铰接点处铰接有所述支撑座；所述托盘通过扣槽固定在所述钢框架之间，所述扣槽通过长螺栓固定在所述钢框架上。
2.根据权利要求1所述的混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，其特征在于：所述托盘为两块相互咬合的钢板制成，所述钢板一端为矩形齿状。
3.根据权利要求1所述的混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，其特征在于：所述支撑座为钢制的脚杯形支撑座。
4.根据权利要求1所述的混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，其特征在于：所述钢框架与所述试件之间设有橡胶板。
5.根据权利要求1所述的混凝土水力劈裂测试中试件密封加固装置，其特征在于：所述钢框架顶端设有顶端螺栓。
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