CN113155637B - 一种uhpc加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置及其检测方法 - Google Patents
一种uhpc加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置及其检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，包括中间套管、两侧套环、千斤顶、反力梁以及螺杆，组成自平衡体系；所述液压千斤顶底端固定于中间套环上部，所述液压千斤顶顶端顶紧反力梁；所述中间套管用于试件的砌体部分，所述两侧套环用于试件的UHPC加固面层部分，通过螺杆与上部反力梁连接；通过千斤顶压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏。
Description
技术领域：
本发明涉及材料界面粘结抗剪强度检测技术，具体涉及一种UHPC(超高性能混凝土)加固面层与砌体基层界面粘结抗剪强度检测装置及检测方法。
背景技术
砌体结构的历史悠久，在我国建筑结构中占有较大比重，随着使用年限增加或建筑功能改变，大量砌体结构亟待进行结构加固。目前砌体结构墙体常用的加固方法有钢筋网砂浆面层加固和钢筋混凝土面层加固，超高性能混凝土(UHPC)具有超高强度、低渗透性、高体积稳定性、超高耐久性能等优异性能，被逐渐应用于结构加固领域。
加固面层与砌体基层的界面粘结性能关乎砌体墙体的加固质量，良好的界面粘结性能是加固面层与砌体基层协同工作的前提，界面粘结抗剪强度是衡量界面粘结性能的关键指标。目前，尚无针对UHPC加固面层与砌体基层的界面抗剪强度的检测装置，因此，有必要对UHPC加固面层与砌体基层的界面抗剪强度检测装置进行系统研究。
现有对界面粘结抗剪强度的测试多数为针对普通混凝土与砌体基层、普通混凝土与普通混凝土基层或UHPC与普通混凝土基层，且相应的测试对场地条件和装置要求较高，经济性、实施便捷性和可重复利用性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种界面粘结抗剪强度检测装置，可用于砌体结构UHPC加固面层与砌体基层的界面粘结抗剪强度检测，具有造价低、方便快捷、可重复利用等特点。具体技术方案如下：
一种UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，包括中间套管、两侧套环、千斤顶、反力梁以及螺杆，组成自平衡体系；所述液压千斤顶底端固定于中间套环上部，所述液压千斤顶顶端顶紧反力梁；所述中间套管用于试件的砌体部分，所述两侧套环用于试件的UHPC加固面层部分，通过螺杆与上部反力梁连接；通过千斤顶压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏。
进一步地，所述中间套管包括上、下两部分，所述上、下两部分通过螺栓施加预紧力确保中间套管夹紧砌体。
进一步地，所述中间套管和所述两侧套环内侧设有垫体，保证试件受力均匀。
进一步地，所述垫体采用弹塑性材料。
进一步地，所述试件采用与所述中间套管和两侧套环相适应的圆柱形结构，所述圆柱形结构的试件可在所述中间套管和两侧套环内进行转动调整。
进一步地，还包括活塞式套管横向加固结构，包括上活塞杆和下活塞杆，所述上活塞杆与所述螺杆通过斜杆连接，组成桁架结构，所述上活塞杆与所述反力梁连接，所述下活塞杆与所述中间套环的上部分连接。
进一步地，所述上活塞杆与所述反力梁采用铰接方式，所述下活塞杆与所述所述中间套环的上部分采用铰接方式，所述螺杆与所属反力梁采用铰接方式。
一种抗剪强度检测装置的检测方法，包括如下步骤：
1)制作多个同样试件；
2)预检测，将一试件放入检测装置，进行检测，通过千斤顶加载直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏，通过压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，记录弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段的加载力；
3)另取试件放入检测装置，进行加载，加载力逐渐加载至预检测的弹性阶段记录的最大加载力，然后停止加载，将所述试件转动一个角度，重新进行加载，加载力逐渐加载至预检测的弹性阶段记录的最大加载力，然后停止加载；重复该过程，直至所述试件转动一周，检测完毕；如果检测过程中，转动角度后加载导致试件发生粘结破坏或者发生弹塑性变化，则重新记录此次加载的弹性阶段的最大加载力，然后重新取试件进行检测；
4)另取试件放入检测装置，进行加载，直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏，通过压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，然后重复该过程，记录多个试件的加载过程各阶段加载力；
5)将所述步骤3)和步骤4)的数据进行汇总计算，得到加载过程各阶段加载力平均数。
进一步地，所述步骤3)转动的角度为45度或者90度。
本发明的技术效果：
本发明的UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，可用于砌体结构UHPC加固面层与砌体基层的界面粘结抗剪强度检测，具有造价低、方便快捷、可重复利用等特点；由于砌体的结构特点，采用常规检测装置容易造成砌体损坏而界面还没有剪切破坏的情况，本发明采用套管和套环结构，通过螺栓施加预紧力确保套管夹紧砌体，使检测过程试件受力均匀，避免砌体的损坏；并通过弹塑性垫体进一步保证受力均匀性；试件采用与套管和套环相适应的圆柱形结构，一方面保证了检测使受力均匀，另一方面圆柱形试件可以转动从而进行多角度检测，提高检测的准确性、可靠性；横向加固结构，通过自平衡体系，保证了螺杆的横向稳定，避免加载过程产生横向应力而造成的检测装置的破坏以及检测结果的不准确；通过多角度检测，记录不同阶段的应力应变曲线，从而提高检测的精确性。
附图说明
图1a)为检测试件结构示意图；
图1b)为检测装置结构示意图；
图2为中间套管结构示意图
图3为两侧套环结构示意图
图4为包括活塞式套管横向加固结构的检测装置结构示意图
图中注释说明：
1—反力梁；
2—液压千斤顶；
3—螺杆；
4—两侧套环；
5—千斤顶固定底座；
6、7—中间套管；
8—底座；
9—上活塞杆；
10—下活塞杆；
11-斜杆。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例附图对本发明作进一步详细的说明。本领域技术人员可以明确的是，在缺少部分或全部这些具体细节的情况下也可以实现本发明。在其他情况下，为了不会使本发明存在不必要的不清楚之处，没有具体描述公知的处理步骤和/或结构。另外，尽管结合特定的实施例对本发明进行描述，但是应该理解的是，该描述并不旨在将发明限制于所描述的实施例。相反，该描述旨在覆盖可包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的替换、改进和等同方案。
实施例1：
如图1-3所示，本发明的装置包括中间套管6、7(用于砌体部分)、两侧套环4(用于UHPC面层)、千斤顶2、反力梁1、螺杆3，共同组成自平衡体系，如图1所示。液压千斤顶2底端固定于中间套管6、7上部，顶端顶紧反力梁，通过千斤顶2压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏；
中间套管6、7用于砌体基层部分，包括上、下两部分6和7(如图2所示)，需对螺栓施加预紧力确保套管夹紧砌体，使检测过程试件受力均匀；
两侧套环4用于UHPC加固面层部分，通过螺杆3与上部反力梁1连接，如图3所示。
实施例2：
如图4所示，为避免加载过程中，横向应力的产生，还包括活塞式套管横向加固结构，包括上活塞杆9和下活塞杆10，所述上活塞杆9与所述螺杆3通过斜杆11连接，组成桁架结构，所述上活塞杆9与所述反力梁1连接，所述下活塞杆10与所述中间套管的上部分7连接；
所述上活塞杆9与所述反力梁1采用铰接方式，所述下活塞杆10与所述中间套管的上部分7采用铰接方式，所述螺杆3与所属反力梁1采用铰接方式。
检测方法，包括如下步骤：
1)制作多个同样试件；
2)预检测，将一试件放入检测装置，进行检测，通过千斤顶加载直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏，通过压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，记录弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段的加载力；
3)另取试件放入检测装置，进行加载，加载力逐渐加载至预检测的弹性阶段记录的最大加载力，然后停止加载，将所述试件转动一个角度，转动的角度为45度或者90度，重新进行加载，加载力逐渐加载至预检测的弹性阶段记录的最大加载力，然后停止加载；重复该过程，直至所述试件转动一周，检测完毕；如果检测过程中，转动角度后加载导致试件发生粘结破坏或者发生弹塑性变化，则重新记录此次加载的弹性阶段的最大加载力，然后重新取试件进行检测；
4)另取试件放入检测装置，进行加载，直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏，通过压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，然后重复该过程，记录多个试件的加载过程各阶段加载力；
5)将所述步骤3)和步骤4)的数据进行汇总计算，得到加载过程各阶段加载力平均数。
进一步地，所述步骤3)转动的角度为45度或者90度。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，其特征在于，包括中间套管、两侧套环、千斤顶、反力梁以及螺杆，组成自平衡体系；所述千斤顶底端固定于中间套管上部，所述千斤顶顶端顶紧反力梁；所述中间套管用于试件的砌体部分，所述两侧套环用于试件的UHPC加固面层部分，通过螺杆与上部反力梁连接；通过千斤顶压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏。
2.如权利要求1所述的UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，其特征在于，所述中间套管包括上、下两部分，所述上、下两部分通过螺栓施加预紧力确保中间套管夹紧砌体。
3.如权利要求1所述的UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，其特征在于，所述中间套管和所述两侧套环内侧设有垫体，保证试件受力均匀。
4.如权利要求3所述的UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，其特征在于，所述垫体采用弹塑性材料。
5.如权利要求1所述的UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，其特征在于，所述试件采用与所述中间套管和两侧套环相适应的圆柱形结构，所述圆柱形结构的试件可在所述中间套管和两侧套环内进行转动调整。
6.如权利要求1所述的UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，其特征在于，还包括活塞式套管横向加固结构，包括上活塞杆和下活塞杆，所述上活塞杆与所述螺杆通过斜杆连接，组成桁架结构，所述上活塞杆与所述反力梁连接，所述下活塞杆与所述中间套管的上部分连接。
7.如权利要求6所述的UHPC加固面层与砌体界面粘结抗剪强度检测装置，其特征在于，所述上活塞杆与所述反力梁采用铰接方式，所述下活塞杆与所述中间套管的上部分采用铰接方式，所述螺杆与所述反力梁采用铰接方式。
8.一种如权利要求1-7任一所述的抗剪强度检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制作多个同样试件；
2)预检测，将一试件放入检测装置，进行检测，通过千斤顶加载直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏，通过千斤顶压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，记录弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段的加载力；
3)另取试件放入检测装置，进行加载，加载力逐渐加载至预检测的弹性阶段记录的最大加载力，然后停止加载，将所述试件转动一个角度，重新进行加载，加载力逐渐加载至预检测的弹性阶段记录的最大加载力，然后停止加载；重复该过程，直至所述试件转动一周，检测完毕；如果检测过程中，转动角度后加载导致试件发生粘结破坏或者发生弹塑性变化，则重新记录此次加载的弹性阶段的最大加载力，然后重新取试件进行检测；
4)另取试件放入检测装置，进行加载，直至两侧加固面层与砌体基层发生界面粘结破坏，通过压力传感器实时获取加载过程各阶段加载力，然后重复该过程，记录多个试件的加载过程各阶段加载力；
5)将所述步骤3)和步骤4)的数据进行汇总计算，得到加载过程各阶段加载力平均数。
9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述步骤3)转动的角度为45度或者90度。
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