[发明专利]混凝土断裂测试系统及其测试方法

权利要求书

1.一种混凝土断裂测试系统，包括测量系统和数据采集处理系统，所述测量系统包括现有的压力试验机、用于放置在混凝土试件顶部的压力传感器和用于设置在混凝土试件预制裂缝处的夹式引伸计，所述压力试验机含有平台、位于压力传感器上方的顶板和用于推动平台与顶板相对移动的驱动装置，所述平台上设有彼此间隔用于支撑混凝土试件的支座，所述数据采集处理系统主要由动态应变采集仪和计算机组成；其特征在于：所述平台上还设有对称位于混凝土试件周侧的偶数根垫柱，所述垫柱上套装有伸出其顶端的弹簧；所述弹簧未受压时相对平台的高度高于压力传感器未受压时相对平台的高度。

2.根据权利要求1所述混凝土断裂测试系统，其特征在于：还包括声发射仪和安置于混凝土试件表面的声发射传感器，所述声发射仪的输入端和输出端分别通过数据线与声发射传感器和计算机连接。

3.根据权利要求1所述混凝土断裂测试系统，其特征在于：还包括应变片，所述应变片安置于混凝土试件预制裂缝处并通过数据线与动态应变采集仪连接。

4.根据权利要求2或3所述混凝土断裂测试系统，其特征在于：所述垫柱和弹簧均是围绕混凝土试件两侧彼此对称布置的四根。

5.根据权利要求4所述混凝土断裂测试系统，其特征在于：所述弹簧的性能参数按照下式选取，F＝kx，式中，

F——弹簧所承受荷载，N

k——弹簧刚度，

G——弹簧材料的切变模量，MPa

C——弹簧的旋绕比，C＝D₂/d

D₂——弹簧直径，mm

d——弹簧丝直径，mm

n——弹簧有效圈数

x——弹簧的变形量，mm。

6.根据权利要求5所述混凝土断裂测试系统，其特征在于：所述夹式引伸计嵌在分别粘贴在混凝土试件的预置裂缝口两侧的刀口薄钢条之间，所述压力试验机是液压试验机，所述驱动装置是安置于平台下部的液压缸。

7.一种混凝土断裂测试方法，采用如权利要求1所述混凝土断裂测试系统进行测试，其特征在于包括以下步骤：

1)在压力试验机的平台上安装垫柱，根据试验要求经计算选择弹簧并将弹簧套装在垫柱顶端；

2)将混凝土试件安置在压力试验机的平台上，根据试验要求经计算选择压力传感器并将压力传感器放置在混凝土试件上，使弹簧相对平台的高度高于压力传感器相对平台的高度；

3)在混凝土试件的预制裂缝处安置夹式引伸计；

4)启动压力试验机和数据采集系统，当压力试验机的顶板接触到弹簧时，动态应变采集仪开始采集零点；

5)当压力试验机的顶板接触到压力传感器时，先控制压力试验机的驱动进给量使加载到混凝土试件上的荷载以10N/S的加载速率加载至试验要求极限荷载的50％，然后以1N/S的加载速率持续加载直至混凝土试件开裂破坏；

6)当在第5)步骤中以1N/S的加载速率持续加载时，动态应变采集仪同步采集荷载信号和裂缝张口位移信号，并将采集的荷载信号和裂缝张口位移信号传送给计算机，由计算机输出荷载-位移曲线并计算双K断裂参数。

8.根据权利要求7所述混凝土断裂测试方法，其特征在于：所述第1)步骤中，还采用有声发射仪和声发射传感器；所述第3)步骤中，在混凝土试件表面安置声发射传感器；所述第6)步骤中，当以1N/S的加载速率持续加载时，所述声发射仪采集来自于混凝土试件内部缺陷的声发射信号。

9.根据权利要求7所述混凝土断裂测试方法，其特征在于：所述第3)步骤中，在混凝土试件表面安置应变片；所述第6)步骤中，当以1N/S的加载速率持续加载时，所述动态应变采集仪还同步采集混凝土试件的应变信号。

10.根据权利要求7、8或9所述混凝土断裂测试方法，其特征在于：所述第1)步骤中，对所述声发射传感器进行断铅标定，以验证声发射仪的门槛值和波速值。