CN218766394U - 一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，包括透明水槽、混凝土试件、动载荷加载装置，所述混凝土试件放置在所述透明水槽内，所述混凝土试件的侧面设置有预制裂缝，所述预制裂缝内设有压力传感器，所述压力传感器紧贴所述预制裂缝的其中一侧壁设置，所述动载荷加载装置用于由上向下的对所述混凝土试件施加设定频率的动载荷，以使所述预制裂缝内部产生动水压，所述透明水槽外部还设置有对所述混凝土试件上预制裂缝进行拍摄的高速摄像机，所述压力传感器、所述高速摄像机、所述动载荷加载装置均与计算机连接。本申请能够实现动载作用下混凝土内部动水压力的实时测量，并对混凝土在动水压力下的裂缝拓展情况进行实时监测。

Description

一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置

技术领域

本实用新型属于混凝土耐久性测试技术领域，尤其涉及一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置。

背景技术

裂缝是混凝土的主要病害之一，混凝土裂缝中在充满水且受到动荷载作用下，混凝土裂缝内部会出现较大的动水压力，该动水压力将导致已存在的混凝土裂缝延伸扩展。因此研究混凝土材料在承受动荷载使内部动水压力的分布与混凝土的应变关系对研究混凝土材料的破坏机理有重大意义，但目前缺少相关探究动水压力与混凝土裂缝拓展关系的试验测试装置。

因此，亟需开发一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，旨在实现动载作用下混凝土内部动水压力的实时测量，并对混凝土在动水压力下的裂缝拓展情况进行实时监测，从而可以基于测量得到的数据，得到动水压力与混凝土破环情况的关系，进而指导混凝土材料设计。

为此，本实用新型提供的动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，包括透明水槽、混凝土试件、动载荷加载装置，所述混凝土试件放置在所述透明水槽内，所述混凝土试件的侧面设置有预制裂缝，所述预制裂缝内设有压力传感器，所述压力传感器紧贴所述预制裂缝的其中一侧壁设置，所述动载荷加载装置用于由上向下的对所述混凝土试件施加设定频率的动载荷，以使所述预制裂缝内部产生动水压，所述透明水槽外部还设置有对所述混凝土试件上预制裂缝进行拍摄的高速摄像机，所述压力传感器、所述高速摄像机、所述动载荷加载装置均与计算机连接。

具体的，所述透明水槽内位于所述混凝土试件的四周还设有四块限位板，所述透明水槽内还设有带动各块所述限位板远离或靠近所述混凝土试件的驱动缸。

具体的，所述透明水槽上设有进水阀和排水阀。

具体的，所述预制裂缝为V型裂缝，裂缝长50～100mm，表面宽度为5～10mm,深度为50～100mm。

具体的，所述透明水槽采用透明有机玻璃制作。

具体的，所述动载荷加载装置采用MTS电液伺服加载装置。

与现有技术相比，本实用新型至少一个实施例具有如下有益效果：采用预制裂缝的方法模拟混凝土的裂缝，并采用动载荷加载装置模拟动荷载对混凝土裂缝内部产生的动水压力，利用压力传感器实时监测裂缝内部动水压力的变化，并利用高速摄像机对裂缝的发育情况进行实时监测拍照，从而可以基于测量得到的数据，得到动水压力与混凝土破环情况的关系，进而指导混凝土材料设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置结构示意图；

其中：1、透明水槽；2、混凝土试件；3、动载荷加载装置；4、预制裂缝；5、压力传感器；6、高速摄像机；7、计算机；8、进水阀；9、排水阀；10、限位板；11、驱动缸。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1，一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，包括透明水槽1、混凝土试件2、动载荷加载装置3，混凝土试件2放置在透明水槽1内，混凝土试件2的侧面设置有水平延伸的预制裂缝4，预制裂缝4内设有压力传感器5，压力传感器5紧贴预制裂缝4的其中一侧壁设置，动载荷加载装置3用于由上向下的对混凝土试件2施加设定频率的动载荷，以使预制裂缝4内部产生动水压，透明水槽1外部还设置有对混凝土试件2上预制裂缝4进行拍摄的高速摄像机6，压力传感器5、高速摄像机6、动载荷加载装置3均与计算机7连接。

试验时，将多组不同成分配比的混凝土试件2逐次放入透明水槽1内进行实验，通过计算机7控制动载荷加载装置3对试件进行加载，为预制裂缝4内部提供动水压力，利用压力传感器5实时监测裂缝内部动水压力的变化并传输至计算机7，利用高速摄像机6对加载过程中裂缝的发育情况进行实时监测拍照，之后对测量得到的数据进行分析，可以得到各类不同成分配比的混凝土试件2，在裂隙达到相同扩展等级情况下所需动水压力的大小，以所需动水压力最大的混凝土试件2作为最优成分配比试件。

本申请采用预制裂缝4的方法模拟混凝土的裂缝，并采用动载荷加载装置3模拟动载，进而使裂缝内部产生动水压力，利用压力传感器5实时监测裂缝内部的动水压力，利用高速摄像机6对裂缝的发育情况进行监测，从而可以基于测量得到的数据，得到动水压力对混凝土破环情况的关系，指导混凝土材料设计。

具体的，预制裂缝4为V型裂缝，裂缝长50～100mm，表面宽度为5～10mm,深度为50～100mm，透明水槽1整体可以采用透明有机玻璃制作，动载荷加载装置3可以采用精度高、加载稳定的MTS电液伺服加载装置。

参见图1，在一些实施例中，在透明水槽1内位于混凝土试件2的四周还设有四块限位板10，透明水槽1内还设有带动各块限位板10远离或靠近混凝土试件2的驱动缸11，试验时，首先混凝土试件2放置在透明水槽1内，之后通过驱动缸11带动限位板10抵紧混凝土试件2，对混凝土试件2的前后左右方向进行限位，最后动载荷加载装置3由上向下的对混凝土试件2施加设定频率的动载荷，整个加载过程中混凝土试件2在透明水槽1内被限位板10限位，不能自由移动，可以避免混凝土加载过程中产生位移，有效保证高速摄像机6记录数据的准确性。同时，通过对限位板10位置进行调整，还可以适应于不同尺寸试件的夹持。

参见图1，在透明水槽1上还设有进水阀8和排水阀9，进行混凝土裂缝动水压力测试时，将饱水后的混凝土试件2放入透明水槽1中，将高精度压力传感器5粘贴在预制裂缝4的内壁上，并利用限位板10将混凝土试件2的四周抵紧，通过进水阀8注水，将水位高于试件上表面，开启动载荷加载装置3，动载使混凝土内部产生动水压力，并实时采集动水压和裂隙拓展数据，基于动水压力对混凝土破环情况的关系，指导混凝土材料设计，实验结束后通过排水阀9排水。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，其特征在于：包括透明水槽(1)、混凝土试件(2)、动载荷加载装置(3)，所述混凝土试件(2)放置在所述透明水槽(1)内，所述混凝土试件(2)的侧面设置有预制裂缝(4)，所述预制裂缝(4)内设有压力传感器(5)，所述压力传感器(5)紧贴所述预制裂缝(4)的其中一侧壁设置，所述动载荷加载装置(3)用于由上向下的对所述混凝土试件(2)施加设定频率的动载荷，以使所述预制裂缝(4)内部产生动水压，所述透明水槽(1)外部还设置有对所述混凝土试件(2)上预制裂缝(4)进行拍摄的高速摄像机(6)，所述压力传感器(5)、所述高速摄像机(6)、所述动载荷加载装置(3)均与计算机(7)连接。

2.根据权利要求1所述的动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，其特征在于：所述透明水槽(1)内位于所述混凝土试件(2)的四周还设有四块限位板(10)，所述透明水槽(1)内还设有带动各块所述限位板(10)远离或靠近所述混凝土试件(2)的驱动缸(11)。

3.根据权利要求1或2所述的动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，其特征在于：所述透明水槽(1)上设有进水阀(8)和排水阀(9)。

4.根据权利要求1或2所述的动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，其特征在于：所述预制裂缝(4)为V型裂缝，裂缝长50～100mm，表面宽度为5～10mm,深度为50～100mm。

5.根据权利要求1或2所述的动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，其特征在于：所述透明水槽(1)采用透明有机玻璃制作。

6.根据权利要求1或2所述的动水压力作用下混凝土裂缝拓展行为研究装置，其特征在于：所述动载荷加载装置(3)采用MTS电液伺服加载装置。

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