CN202814797U - 一种单轴压缩弹性模量测试装置 - Google Patents

一种单轴压缩弹性模量测试装置 Download PDF

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韦金城
余四新
马士杰
董昭
韩文扬
付建村
王晓燕
刘顺斌
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Abstract

本实用新型涉及道路工程试验领域，具体提供一种单轴压缩弹性模量测试装置。其结构主要由加载盘、位移传感器、刚性环、定位螺栓及控制系统构成，两加载盘分别置于试验用试件的底部和顶部，用于将荷载从加载设备传递给试件；两刚性环分别通过定位螺栓平行设置在试件中部，位移传感器设置在两刚性环之间，用于测量试件中部的平均轴向变形量；控制系统与位移传感器电连接，用于记录、处理位移传感器测得的位移数据。与现有技术相比，利用本实用新型的测试装置进行弹性模量测试，具有结果准确可靠、与室内动态压缩弹性模量及现场FWD弯沉检测反算得到的动态模量结果相关性好等特点，可应用于无机结合料稳定材料室内单轴压缩弹性模量测试中。

Description

一种单轴压缩弹性模量测试装置
技术领域
本实用新型涉及道路工程试验领域，具体提供一种单轴压缩弹性模量测试装置。 
背景技术
无机结合料稳定材料在我国公路路面建设中起着举足轻重的作用，其作为路面结构的主要承重层，决定着路面使用寿命的长短。材料的弹性模量作为路面结构主要设计参数，其取值的准确性对路面结构设计的合理性和经济性具有重要影响。 
现有无机结合料稳定材料室内抗压回弹模量试验方法（顶面法）中，试件轴向变形测量点位于试件顶面，加载过程中由于试件端部应力集中而使得试件顶面轴向变形大于试件的平均轴向应变，从而使测得的弹性模量结果小于材料的实际弹性模量。在结构设计中，材料弹性模量取值较小虽然能提高设计的安全性，但是会因此而带来较大的浪费。并且传统的无机结合料稳定材料室内抗压回弹模量试验方法得到的材料弹性模量与室内动态压缩弹性模量及现场FWD弯沉检测反算得到的动态模量结果相关性较差，不利于研究的进一步展开。 
发明内容
本实用新型是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、测试数据精确的单轴压缩弹性模量测试装置。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单轴压缩弹性模量测试装置，主要由加载盘、位移传感器、刚性环、定位螺栓及控制系统构成， 
两加载盘分别置于试验用试件的底部和顶部，用于将荷载从加载设备传递给试件；
两刚性环分别通过定位螺栓平行设置在试件中部，位移传感器设置在两刚性环之间，用于测量试件中部的平均轴向变形量；
控制系统与位移传感器电连接，用于记录、处理位移传感器测得的位移数据。
为了便于确定两个刚性环的初始间距，可以在两刚性环之间设置可拆卸螺栓，可拆卸螺栓位于两刚性环之间部分的长度与位移传感器测量点的间距相同。 
优选的，在两刚性环之间平行设置有三个位移传感器，位移传感器与试件端面垂直，且沿试件圆周方向等间距安置。 
为了避免定准螺栓贯入到试件内部，定位螺栓端部优选为半球形。 
本实用新型的单轴压缩弹性模量测试装置直接测量试件中部的应变情况，与现有技术相比，克服了现有试验方法直接测量试件在加载力作用下的端部竖向应变，无法去除端部应力集中效应的不利影响，并且试验得到的弹性模量与材料动态压缩弹性模量差异较大等缺点，具有试验方法简单、结果准确可靠、与室内动态压缩弹性模量及现场FWD弯沉检测反算得到的动态模量结果相关性好等特点。 
附图说明
附图1是本实用新型单轴压缩弹性模量测试装置的结构示意图； 
附图2是图1所示测试装置中传感器安装正视图；
附图3是图1所示测试装置中传感器安装俯视图；
附图4是实施例中的荷载—应变曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。 
下面给出一个最佳实施例： 
如附图1、2、3所示，本实用新型的单轴压缩弹性模量测试装置主要由加载盘1、位移传感器2、刚性环3、定位螺栓4、可拆卸螺栓5及控制系统构成。
测试时，两加载盘1分别置于试验用试件的底部和顶部，用于将荷载从加载设备（伺服液压或气压材料试验系统）传递给试件6。 
两个刚性环3各通过三个定位螺栓4固定在圆柱体试件6中部。三个位移传感器2通过刚性环3安装于试件6中部的侧面。位移传感器2与试件端面垂直，且沿试件圆周方向等间距安置（即每2个相距120°）。定位螺栓4端部应为半球形以免贯入到试件6内部。加载过程中，三个位移传感器2测得压缩变形的平均值即为试件中间段的平均轴向变形量 
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE001
，由此得到应变ε。 
可拆卸螺栓5设置在两刚性环3之间。可拆卸螺栓5位于两刚性环3之间部分的长度与位移传感器2测量点的间距相同，用于确定两个刚性环3的初始间距。 
控制系统与位移传感器电连接，用于记录、处理位移传感器测得的位移数据。 
各部件安装完毕后，利用加载设备对试件6施加荷载。控制系统采用微机控制，记录试件在开始加载后每隔0.001s所承受的荷载和产生的轴向变形，并绘制荷载—应变曲线，再通过计算即可得到弹性模量。 
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。 

Claims (4)

1.一种单轴压缩弹性模量测试装置，其特征在于，主要由加载盘、位移传感器、刚性环、定位螺栓及控制系统构成，
两加载盘分别置于试验用试件的底部和顶部，用于将荷载从加载设备传递给试件；
两刚性环分别通过定位螺栓平行设置在试件中部，位移传感器设置在两刚性环之间，用于测量试件中部的平均轴向变形量；
控制系统与位移传感器电连接，用于记录、处理位移传感器测得的位移数据。
2.根据权利要求1所述的单轴压缩弹性模量测试装置，其特征在于，两刚性环之间设置有可拆卸螺栓，可拆卸螺栓位于两刚性环之间部分的长度与位移传感器测量点的间距相同，用于确定两个刚性环的初始间距。
3.根据权利要求1或2所述的单轴压缩弹性模量测试装置，其特征在于，两刚性环之间平行设置有三个位移传感器，位移传感器与试件端面垂直，且沿试件圆周方向等间距安置。
4.根据权利要求1或2所述的单轴压缩弹性模量测试装置，其特征在于，定位螺栓端部为半球形。
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