[发明专利]一种楔入劈拉法混凝土试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土试验装置，尤其涉及一种楔入劈拉法混凝土试验装置，属于物理测量技术领域。

背景技术

当前，楔入劈拉法是目前对混凝土断裂参数（主要包括韧度、断裂能等）的主流测试方法。行业内的标准文件为DL/T5332-2005《水工混凝土断裂试验规程》。根据标准内的经验公式，只需要测得裂缝口张开位移、荷载即可计算得到。与其他方法相比，该法能将较小的竖向荷载转化为较大的水平劈拉荷载从而降低了对试验刚度的要求，可通过设计抵消试件自重和竖向力的影响，且操作简便、容易分析，因而具有独特的优势。

但是，DL/T5332-2005标准提供的方法严格意义上来说并不准确。首先，加载夹具传递到试件上的竖向荷载和试件自重及支座反力并不共线，竖向力产生的附加弯矩对裂缝尖端的应力应变场产生一定的影响。《规程》采用紧凑拉伸试件断裂韧度计算公式计算楔入劈拉试件的断裂韧度值，近似认为竖向荷载、试件自重和支座反力三者共线，忽略了竖向力的作用，从而得到断裂韧度的近似值。这种估算结果与《规程》中推荐的另一种方法--三点弯曲梁并不完全符合，甚至出现一些相反的结论。

其次，该标准仅仅能适用在对应的滚轮与垫棒处于同一竖直平面内、且测试件长度约为200mm，宽度小于200mm的试件，在不满足对应的滚轮与垫棒处于同一竖直平面内、偏差不大的情况下进行估算。而当前的水利、土木、建筑等工程中，对混凝土的要求早就远远超出了200mm，特别是对于大体积混凝土来说，DL/T5332-2005标准提供的尺寸为200mm×200mm×200mm的标准试件试验结果并不适用，对于行业内已经基本丧失了参考价值，能否将实验室小尺寸试件研究结果推及到实际工程中大体积混凝土，直接关系到试验研究的意义和实用价值的大小。综上所述，对多种尺寸、大尺寸混凝土试件断裂参数进行准确测试计算具有重大意义和应用价值，一种可对多尺寸和大尺寸混凝土断裂参数进行准确测试的方法亟待产生。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种可适应非标准的混凝土试块的楔入劈拉法试验装置。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种楔入劈拉法混凝土试验装置包括加载架、两块一端具有折边的传力板和底板，所述底板上设有用于放置混凝土测试件的两个垫棒，所述两个垫棒分别位于所述混凝土测试件长度方向的四分之一处和四分之三处；在试验时，所述两块传力板沿所述混凝土测试件中间凹槽相对齐平分置于所述混凝土测试件上，所述折边陷入所述凹槽内；所述加载架的底面两侧设有楔板，所述传力板的两侧均分别设有滚轮，所述楔板的两侧边分别紧贴位于同侧的两个滚轮；当所述楔板向下挤压所述滚轮时，所述两块传力板的各自折边彼此反向移动并分别作用于所述凹槽的两内侧壁；所述滚轮的轴心分别与所述两个垫棒的轴心位于同一个竖直平面内，所述传力板由彼此叠放的拉板和调整板构成，所述拉板的一端形成所述折边，所述滚轮固定于所述调整板的两侧，所述拉板上沿所述混凝土测试件长度方向设有多个彼此间隔的第一调节孔，所述调整板上设有第二调节孔，所述拉板与调整板通过穿设第一调节孔和第二调节孔的螺栓彼此固定连接，当试验时，通过将所述螺栓穿设彼此间隔的不同第一调节孔与第二调节孔，使所述拉板与所述调整板形成错位固定连接。

本发明提供的楔入劈拉法混凝土试验装置，保证了对应位置的滚轮的轴心与垫棒的轴心位于同一个竖直平面内，这样即使得加载夹具传递到试件上的竖向荷载和试件自重及支座反力共线，消除了竖向力影响，使得计算结果更为准确。在测试时，本发明可根据不同长度的测试块选取不同的第一调节孔，将所述拉板与调整板固定，以此适应不同长度的测试件，保证滚轮的轴心与垫棒的轴心位于同一个竖直平面内。本发明可使楔入劈拉试件的几何特性和受力状况与紧凑拉伸试件完全相同，因而，可以用紧凑拉伸试件的断裂参数计算公式准确计算楔入劈拉试件的断裂参数，计算方法可参照《应力强度因子手册》。

上述方案进一步的改进在于：所述调节螺孔沿拉板移动方向间隔依次排列。

上述方案进一步的改进在于：所述调节螺孔沿所述拉板移动方向间隔依次排列成二排。

为了使得本发明适应不同宽度的测试件，上述方案进一步的改进在于：所述调整板由两个互相分离对置的L型的第一板和第二板组成；所述调整板的两侧的两个所述滚轮分别设在所述第一板和第二板的一臂，所述第二调节孔设在所述第一板和第二板的另一臂；所述第一调节孔为腰圆孔，并沿所述拉板移动方向间隔依次排列成二排；所述加载架上设有与所述第一调节孔延伸方向一致的腰圆形安装孔；所述楔板通过穿过所述安装孔的紧固件与所述加载架固定连接。