[发明专利]用于混凝土试件声发射监测的压拉转换装置及其施工方法

说明书

技术领域

本申请涉及混凝土试件拉伸试验技术领域，特别是一种用于混凝土试件声发射监测的压拉转换装置。

背景技术

压力试验机主要用于测试混凝土、水泥、高强度砖、耐火材料等建筑材料试件的抗压强度，也可用于其他非金属材料的抗压强度试验。土木行业的小型实验室大多配有混凝土压力机但拉力机较少。如果可以在现有压力机基础上简单方便地进行抗拉实验，则在小型实验室也可进行混凝土试件抗拉强度的测试。

目前用于混凝土受拉实验的方法有直接拉伸法和间接受拉法，实验室内多采用间接受拉法，即劈裂法，但是劈裂法主要存在以下几点问题：①实验过程中会在加载点出现应力集中现象，对混凝土的实际性能检测存在一定影响。②测得的抗拉强度数据偏小，离散性与变异性均较大。③试件表面的粗糙度不可避免地使得受力不均匀。因此，我们需要寻求一种压拉转换装置，使得施加的轴心压力荷载转换成拉力荷载，从而大大提高试验的精确度。

现如今已有的压-拉转换实验装置大多为套筒型式，不可避免地存在以下几点问题：①实验过程中由于装置连接处的摩擦会产生较大噪音，对声发射信号产生干扰，影响声发射检测的准确性；②套筒形式的装置使得试件不外露，其全封闭式的特点，使得装置没有可以固定声发射传感器的空间。

本申请专利着眼于以上两点问题，对装置进行研发，申请创新出可用于混凝土试件损伤声发射监测的压拉转换装置。

发明内容

本申请要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种用于混凝土试件声发射监测的压拉转换装置及其施工方法，可以将该装置应用到现有压力试验机上做混凝土试件的拉伸试验。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：

一种用于混凝土试件声发射监测的压拉转换装置，包括自上而下依次设置的大小形状均相同的上加力板、上承力板、下加力板、下承力板，上加力板与下加力板之间通过数根平行设置的第一支承立柱固定连接，第一支承立柱贯穿上承力板，上、下加力板与第一支承立柱共同构成加力框架；上承力板与下承力板之间通过数根平行设置的第二支承立柱固定连接，第二支承立柱贯穿下加力板，上、下承力板与第二支承立柱共同构成承力框架；所述第一、第二支承立柱均垂直于上、下加力板和上、下承力板；加力框架与承力框架之间为上下可移动配合；上承力板、下加力板之间设置用于放置混凝土试件的一对固定块，其中一个固定块设置于下加力板上表面的中心位置处，另一个固定块设置于上承力板下表面的中心位置处。

所述上承力板上开设用于贯穿第一支承立柱的第一安装孔，该第一安装孔的直径大于第一支承立柱的直径；下加力板上开设用于贯穿第二支承立柱的第二安装孔，该第二安装孔的直径大于第二支承立柱的直径。

所述第一支承立柱的高度和直径与第二支承立柱的高度和直径相同，第一、二支承立柱均为细长圆柱体。

还包括对中器，对中器用于使第一支承立柱的轴线与第一安装孔的中心对中，使第二支承立柱的轴线与第二安装孔的中心对中。

所述的用于混凝土试件声发射监测的压拉转换装置，还包括加持于上加力板上下底面上的夹具，夹具呈U型结构。

设置于下加力板上的固定块通过螺栓固定；设置于上承力板上的固定块通过对中螺栓固定。

一种用于混凝土试件声发射监测的压拉转换装置的施工方法，包括以下步骤：

第一步，将用于混凝土试件声发射监测的压拉转换装置放置于用于对混凝土试件做声发射监测的压力实验机操作平台上，将试验机的压头与上加力板通过夹具初步简单固定；

第二步，放置混凝土试件于一对固定块之间；

第三步，放置对中器于第一、二安装孔中，保证第一支承立柱的轴线与第一安装孔的中心对中，使第二支承立柱的轴线与第二安装孔的中心对中；

第四步，调整压头与上加力板的相对位置，完全固定夹具，使得混凝土试件稳固地加持于一对固定块之间；

第五步，取出对中器，开始试验。

本申请采用上述结构后，具有以下技术效果：

本申请采用杆系反力结构，传力简单明确，整个装置安装、卸载方便，在压力机上即可实现试件的单轴直接拉伸实验。

将混凝土试件夹持于上承力板与下加力板之间，使加载系统与试件的相对隔离大大降低了试验系统产生的机械噪声对声发射信号采集的干扰。本申请的反力架间留有空隙，避免了由于相互接触产生滑动摩擦的噪声问题，采用多个倒圆台型对中器，使安装过程更加快捷，轴心对中更加准确，且无需重复对中。