[发明专利]一种测试新老混凝土黏结滑移性能的试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试新老混凝土黏结滑移性能的试验装置及试验方法。

背景技术

   新老混凝土之间的自然黏结是保证新老混凝土整体工作的基础，正是由于这种黏结作用，才使得新混凝土与老混凝土能共同工作，共同承担荷载。然而新混凝土与老混凝土的完全黏结只在一定的受力阶段内存在，当某段新混凝土加固层横截面上的剪应力超过界面的黏结强度后，该段界面就会出现剥离和剪切破坏。在界面承受剪应力的过程中，新混凝土与老混凝土之间会产生一定的相对滑移。这种滑移不是自由滑移，而是受到老混凝土的黏结以及界面摩阻力的约束，是一种黏结滑移。显然，新老混凝土结合面的黏结滑移关系是采用理论或数值计算分析其受力变形性能的基础，但目前这方面的研究还相对较少。因此，通过合理的试验装置，研究新混凝土和老混凝土之间的相对滑移，对受荷后的承载能力，破坏形态，变形与受力性能等进行分析和探讨，从而建立合理的黏结滑移本构模型是很有必要的。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是新老混凝土结合面的黏结滑移关系是采用理论或数值计算分析其受力变形性能的基础，而目前尚未有相关实验设备来研究新混凝土和老混凝土之间的相对滑移，对受荷后的承载能力，破坏形态，变形与受力性能等进行分析和探讨。

本发明的具体实施方案是：一种测试新老混凝土黏结滑移性能的试验装置，包括下部为老混凝土上部为新浇混凝土的新老混凝土黏结试件，其特征在于：所述试验装置包括：

一用于使新老混凝土黏结试件老混凝土紧固于地面的试件固定装置，扣置于试件老混凝土上表面的几字形定位支架，以及设置于试件前侧用于防止试件老混凝土部分受到推力滑动的纵向挡板，所述定位支架下端及挡板下端通过地锚螺栓固定于地面上，所述挡板高度不高于试件老混凝土部分高度；

一用于向新老混凝土黏结试件中新浇混凝土部分进行加载推力的加载装置，所述加载装置包括液压千斤顶，液压千斤顶施加推力一端连接有一加载端板，用于对新老混凝土黏结试件中的新混凝土施加推力从而使得新老混凝土交错运动，在黏结面上产生剪应力；

用于向新老混凝土黏结试件中新浇混凝土部分进行加载推力数据采集装置；所述数据采集装置包括设置于试件新混凝土部分加载端与自由端处设置千分表、用于感应液压千斤顶的力传感器。

进一步的，所述试件固定装置还包括置于试件底部的底板，所述底板固定于地面上。

进一步的，所述力传感器经线路与中控电脑相连接。

进一步的，所述新老混凝土黏结试件呈矩形状，且下部老混凝土部分长度比上部新浇混凝土长。

本发明第二发明内容为：一种用于测试新老混凝土黏结滑移性能的试验方法，包括如权利要求1或4所述的一种测试新老混凝土黏结滑移性能的试验装置，包括以下步骤：所述新老混凝土黏结滑移性能测试方法是基于对于试验装置所测得应变和位移进行推算及处理的过程，其具体实现过程如下：

步骤一：将试件老混凝土部分通过定位支架固定并在老混凝土前侧固定挡板，在新混凝土两侧靠近黏结面处，沿加载方向交错布置应变片，以测定沿黏结长度方向混凝土的变形；在加载端与自由端处分别安装千分表，以便测量加载端和自由端的滑移量；

步骤二：先固定老混凝土，在新混凝土的一侧采用液压千斤顶加载至破坏，测出破坏荷载P_u。再以破坏荷载P_u的10%为增量对新混凝土逐级施加荷载P，使得新老混凝土交错运动，在黏结面上产生剪应力；试验时的荷载值和滑移值分别通过力传感器与位移传感器输入电脑，并用数据采集系统进行实时采集，以便对试验加载进行控制；

    步骤三：黏结面的剪应力可近似以名义剪应力表示，即 ,其中P_max为极限荷载，A为黏结面的面积；通过加载端、自由端架设千分表以及加载端上的荷载传感器，可以准确得到试件的剪应力-滑移（）全曲线，从开始加载直至破坏，由试件的加载端滑移与自由端滑移，分别得到剪应力-加载端滑移（）曲线和剪应力-自由端滑移（）曲线；

    步骤四：设界面上黏结应力沿黏结长度即加载方向传递，其中垂直于平面方向为新混凝土高h，由微段dX上力的平衡关系：

                          （1）

即

                               （2）

    式中:b为试件宽，h为试件高;为混凝土弹性模量，为横截面上正应力；