CN113640120B - 一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学注浆技术领域，具体涉及一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置及方法，包括由内部预留凹槽的挡板相扣拼装并用六角螺栓和螺母进行固定连接形成的夹槽部分，其中，所述夹槽部分的内部凹槽组成为哑铃型薄板空腔，并设置有注浆孔和观测孔，所述哑铃型薄板空腔设置于所述测试装置内部；再有，所述夹槽部分顶部及底部均安装有直流吸盘式强力电磁仪，其中，所述夹槽部分下部外侧还设置有微型高精度激光对准测距仪。本发明克服了高聚物注浆材料直接拉伸试验过程中的问题，不仅可以进行哑铃型试件的制备，还可以在不借助其他任何辅助器具的前提下直接进行拉伸试验，操作简单，具有很强的市场应用前景。

Description

一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置及方法
技术领域
本发明涉及化学注浆技术领域，具体涉及一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置及方法。
背景技术
目前，岩土工程高聚物注浆技术已在交通、水利和市政等各类基础工程设施加固修复领域取得了成功应用。研究高聚物注浆材料各项物理力学性能，对高聚物注浆工程的施工设计而言有重要的理论意义，是定量评价高聚物注浆加固效果的基础。高聚物注浆材料的抗拉强度是重要的力学特性之一。
目前，对于高聚物注浆材料抗拉强度的研究，主要是通过对预制哑铃型试件开展直接拉伸试验的方式进行。拉伸试验过程中，高聚物注浆材料试件的上下端部分别通过夹具或者强力胶粘贴的方式，固定于试验机的加载端。
当通过夹具固定高聚物注浆材料试件时，其缺点在于：由于高聚物注浆材料的强度低，夹具的力度难以准确掌控，尤其是当高聚物注浆材料密度较小时，力度过大会对试件端部造成破坏，而力度不够又会导致拉伸过程中试件从试验机加载端滑脱，从而导致试验失败。
通过强力胶粘贴的方式固定高聚物注浆材料试件时，一方面强力胶的固结通常需要耗费一定的时间，另一方面测试结束后拉伸器具上残余强力胶也很难清除，整个过程较为繁琐且耗时，且粘贴涂层厚度难以统一，可能导致试样发生偏心受拉。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置及方法，用于解决上述问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明提供了一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，包括测试装置，还包括由内部预留凹槽的挡板相扣拼装并用六角螺栓和螺母进行固定连接形成的夹槽部分，其中，所述夹槽部分的内部凹槽组成为哑铃型薄板空腔，并设置有注浆孔和观测孔，所述哑铃型薄板空腔设置于所述测试装置内部；再有，所述夹槽部分顶部及底部均安装有直流吸盘式强力电磁仪，其中，所述夹槽部分下部外侧还设置有微型高精度激光对准测距仪。
更进一步的，所述夹槽部分包括上端夹槽、下端夹槽和拉伸区夹槽。
更进一步的，所述上端夹槽设有上端夹槽前挡板和上端夹槽后挡板，所述下端夹槽设有下端夹槽前挡板和下端夹槽后挡板；所述拉伸区夹槽设有拉伸区夹槽前挡板和拉伸区夹槽后挡板。
更进一步的，所述上端夹槽顶部和所述下端夹槽底部均固定安装了所述直流吸盘式强力电磁仪。
更进一步的，所述下端夹槽外侧安装所述微型高精度激光对准测距仪。
更进一步的，所述注浆孔用于将高聚物注浆材料压入测试装置，并通过所述观测孔判断原材料是否充满整个装置。
更进一步的，所述直流吸盘式强力电磁仪用于使测试装置通过磁力吸附于试验机上。
更进一步的，所述微型高精度激光对准测距仪，用于通过观测激光线穿过上端夹槽校准孔的情况，调整上下端夹槽的相对位置，使内部待测试样轴线保持竖直。
第二方面，本发明提供了一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的方法，包括以下步骤：
S1调整试验机压头位置，将其压头与上端夹槽顶部接触，并通过直流吸盘式强力电磁仪将测试装置吸附于试验机上；
S2将拉伸区夹槽的前后挡板从装置上移除，使哑铃型试样中间拉伸区暴露为自由面；
S3开动试验机，进行直接拉伸试验，并通过微型高精度激光对准测距仪判断拉伸应变与试验机采集的数据进行对比验证；
S4试验结束，将测试装置从试验机移走，拆除螺栓后将破坏后的试样从装置内取出。
本发明的有益效果为：
本发明克服了高聚物注浆材料直接拉伸试验过程中的问题，不仅可以进行哑铃型试件的制备，还可以在不借助其他任何辅助器具的前提下直接进行拉伸试验，操作简单，具有很强的市场应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置的前视结构图；
图2是一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置的后视结构图；
图3是一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置的内部结构图；
图4是一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的方法的原理步骤图；
上述附图中的标号分别代表：1－上端夹槽前挡板；2－上端夹槽后挡板；3－下端夹槽前挡板；4－下端夹槽后挡板；5－拉伸区夹槽前挡板；6－拉伸区夹槽后挡板；7－直流吸盘式强力电磁仪；8－微型高精度激光对准测距仪；9－六角螺栓；10－螺母；11－注浆孔；12－观测孔；13－校准孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，包括测试装置，还包括由内部预留凹槽的挡板相扣拼装并用六角螺栓9和螺母10进行固定连接形成的夹槽部分。
参照图3所示，本实施例夹槽部分的内部凹槽组成为哑铃型薄板空腔，并设置有注浆孔11和观测孔12，所述哑铃型薄板空腔设置于所述测试装置内部。
本实施例夹槽部分顶部及底部均安装有直流吸盘式强力电磁仪7，其中，所述夹槽部分下部外侧还设置有微型高精度激光对准测距仪8。
参照图1和图2所示，本实施例夹槽部分包括上端夹槽、下端夹槽和拉伸区夹槽。上端夹槽顶部和所述下端夹槽底部均固定安装了所述直流吸盘式强力电磁仪7。
其中，上端夹槽设有上端夹槽前挡板1和上端夹槽后挡板2，下端夹槽设有下端夹槽前挡板3和下端夹槽后挡板4；拉伸区夹槽设有拉伸区夹槽前挡板5和拉伸区夹槽后挡板6。
本实施例下端夹槽外侧安装所述微型高精度激光对准测距仪8。
本实施例注浆孔11用于将高聚物注浆材料压入测试装置，并通过所述观测孔12判断原材料是否充满整个装置。
本实施例直流吸盘式强力电磁仪7用于使测试装置通过磁力吸附于试验机上。
本实施例微型高精度激光对准测距仪8，用于通过观测激光线穿过上端夹槽校准孔13的情况，调整上下端夹槽的相对位置，使内部待测试样轴线保持竖直。
本实施例克服了高聚物注浆材料直接拉伸试验过程中的问题。
实施例2
在具体实施层面，本实施例提供一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，参照图1、图2和图3所示，将所述的上端夹槽、下端夹槽和拉伸区夹槽拼装后用六角螺栓9进行固定连接。
本实施例通过注浆孔11将高聚物注浆材料压入装置，通过观测孔12判断原材料是否充满整个装置；注浆结束后，将装置移至设定环境条件下养护，使高聚物注浆材料试件成型。
本实施例将装置整体移至伺服试验机上，打开微型高精度激光对准测距仪8，通过观测激光线穿过上端夹槽校准孔13的情况，调整上下端夹槽的相对位置，使内部待测试样轴线保持竖直。
本实施例调整试验机压头位置，通过微型高精度激光对准测距仪8判断压头是否和装置上端夹槽顶部接触，待二者接触后，接通直流吸盘式强力电磁仪7的电源使装置整体通过磁力吸附于试验机上。
本实施例卸掉拉伸区夹槽位置的六角螺栓9，将拉伸区夹槽的前后挡板从装置上移除，使哑铃型试样中间拉伸区暴露为自由面。
开动试验机时，进行直接拉伸试验，通过装置对哑铃型试样拐角处的卡扣作用，可以实现拉伸力的传递，能有效避免夹具力度过大或不足带来的问题，且上端夹槽和下端夹槽与哑铃型试样在拐角处充分接触，可以避免因局部贴合不紧密而导致的应力集中现象。
本实施例在试验过程中，通过微型高精度激光对准测距仪8可以判断拉伸应变，与试验机采集的数据进行对比验证。
本实施例在试验结束后，断掉直流吸盘式强力电磁仪7的电源，将装置从试验机移走，拆除螺栓后将破坏后的试样从装置内取出，进行重复使用。
本实施例不仅可以进行哑铃型试件的制备，还可以在不借助其他任何辅助器具的前提下直接进行拉伸试验，操作简单。
实施例3
本实施例公开如图4所示的一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的方法，包括以下步骤：
S1调整试验机压头位置，将其压头与上端夹槽顶部接触，并通过直流吸盘式强力电磁仪将测试装置吸附于试验机上；
S2将拉伸区夹槽的前后挡板从装置上移除，使哑铃型试样中间拉伸区暴露为自由面；
S3开动试验机，进行直接拉伸试验，并通过微型高精度激光对准测距仪判断拉伸应变与试验机采集的数据进行对比验证；
S4试验结束，将测试装置从试验机移走，拆除螺栓后将破坏后的试样从装置内取出。
综上，本发明克服了高聚物注浆材料直接拉伸试验过程中的问题，不仅可以进行哑铃型试件的制备，还可以在不借助其他任何辅助器具的前提下直接进行拉伸试验，操作简单，具有很强的市场应用前景。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，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 (7)

1.一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，包括测试装置，其特征在于，包括由内部预留凹槽的挡板相扣拼装并用六角螺栓和螺母进行固定连接形成的夹槽部分，其中，所述夹槽部分的内部凹槽组成为哑铃型薄板空腔，并设置有注浆孔和观测孔，所述哑铃型薄板空腔设置于所述测试装置内部；再有，所述夹槽部分顶部及底部均安装有直流吸盘式强力电磁仪，所述夹槽部分包括上端夹槽、下端夹槽和拉伸区夹槽；所述上端夹槽设有上端夹槽前挡板和上端夹槽后挡板；所述下端夹槽设有下端夹槽前挡板和下端夹槽后挡板；所述拉伸区夹槽设有拉伸区夹槽前挡板和拉伸区夹槽后挡板；其中，所述夹槽部分下部外侧还设置有微型高精度激光对准测距仪；在完成夹槽的拼装后，依靠注浆孔向内部注浆，在浆液凝固后，拆除拉伸区夹槽前挡板和拉伸区夹槽后挡板，进行高聚物材料的拉伸力学性能测试。
2.根据权利要求1所述的一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述上端夹槽顶部和所述下端夹槽底部均固定安装了所述直流吸盘式强力电磁仪。
3.根据权利要求1所述的一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述下端夹槽外侧安装所述微型高精度激光对准测距仪。
4.根据权利要求1所述的一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述注浆孔用于将高聚物注浆材料压入测试装置，并通过所述观测孔判断原材料是否充满整个装置。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述直流吸盘式强力电磁仪用于使测试装置通过磁力吸附于试验机上。
6.根据权利要求1所述的一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述微型高精度激光对准测距仪，用于通过观测激光线穿过上端夹槽校准孔的情况，调整上下端夹槽的相对位置，使内部待测试样轴线保持竖直。
7.一种用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的方法，所述方法被执行时使用如权利要求1-6任一项所述的用于测试高聚物注浆材料拉伸力学性能的装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1调整试验机压头位置，将其压头与上端夹槽顶部接触，并通过直流吸盘式强力电磁仪将测试装置吸附于试验机上；
S2在完成夹槽的拼装后，依靠注浆孔向内部注浆，在浆液凝固后，拆除拉伸区夹槽前挡板和拉伸区夹槽后挡板，进行高聚物材料的拉伸力学性能测试，将拉伸区夹槽的前后挡板从装置上移除，使哑铃型试样中间拉伸区暴露为自由面；
S3开动试验机，进行直接拉伸试验，并通过微型高精度激光对准测距仪判断拉伸应变与试验机采集的数据进行对比验证；
S4试验结束，将测试装置从试验机移走，拆除螺栓后将破坏后的试样从装置内取出。
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