[实用新型]混凝土单轴受压应力的应变全曲线测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及混凝土抗压检测技术领域，具体是一种混凝土单轴受压应力的应变全曲线测量装置。

背景技术

混凝土是一种内部不均匀的脆性材料，具有抗压强度高，抗拉强度低的特性，混凝土单轴受压应力的应变全曲线分为上升段和下降段两部分，目前，对于普通混凝土在轴向荷载作用下的应力的应变曲线研究较多，国内外学者建立了许多模型，但对于相关试验的研究较少，其主要原因在于在一般材料试验机上进行的混凝土单轴受压应力的应变全曲线试验中，由于试验机刚度不足，造成当应力达到最大压应力后的曲线不能呈现，而出现这一现象的原因是混凝土试件是脆性材料，裂纹扩展直至贯通试件及其短暂，加载装置内部储存的能量瞬间释放，造成试件突然破坏，采集设备无法采集下降段数据，尤其对于高应变率的测量更加困难，为了能够得到混凝土压应力的应变全曲线，需要一种能够精确控制加载速率，同时在混凝土达到极限压应力时，能够瞬间吸收大部分加载装置集聚的能量的试验装置。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，从而提供一种能够精确控制加载速率、同时吸收大部分加载装置集聚的能量的混凝土单轴受压应力的应变全曲线测量装置。

本实用新型解决所述问题，采用的技术方案是：

一种混凝土单轴受压应力的应变全曲线测量装置，包括竖向加载机构、刚性组件、变形测量机构；

竖向加载机构包括MTS作动器、混凝土反力架、底座、万向球铰、压力传感器、顶板和底板，MTS作动器的上端固定于混凝土反力架上，通过自反力的形式施加竖向荷载，MTS作动器的下端与顶板连接，底座设置在混凝土反力架上，底板设置在底座上，底板上设置有侧向限位块，压力传感器通过侧向限位块固定在底板上，压力传感器上设置有混凝土试件，万向球铰设置在混凝土试件与顶板之间；

刚性组件包括刚性杆、上层垫块、下层垫块、碟形弹簧，刚性杆为变径杆，上层垫块、下层垫块、碟形弹簧套装并卡在刚性杆上，与刚性杆保持同心，碟形弹簧位于上层垫块与下层垫块之间，刚性杆的上部为螺纹扣，通过紧固螺母固定安装在顶板上，刚性杆的下部与底板焊接成一体。

变形测量机构包括LVDT位移计、上位移计支架、下位移计支架、上承压板、下承压板和位移计顶杆，上承压板和下承压板分别设置在混凝土试件的上端和下端，上位移计支架和下位移计支架分别固定在上承压板和下承压板上，上承压板上部预留与万向球铰的底座配合的卡槽，万向球铰的底座固定在卡槽内，下承压板上焊接有圆钢，圆钢传入压力传感器内部将下承压板固定在压力传感器上，上位移计支架和下位移计支架的两端突出试件，端部设置有圆孔，通过螺丝分别将LVDT位移计和位移计顶杆进行固定。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其突出的特点是：

①试验中采用碟形弹簧吸收混凝土达到极限应力时加载装置集聚的能量，变形较小，受力更加均匀，对混凝土试件影响较小，设计合理、测量结果准确；

②混凝土试件顶部设有万向球铰，可保证混凝土试件处于轴向受力状态；

③采用动态加载作动器，可对不同应变率状态下混凝土单轴受压应力的应变曲线进行测量，并进行对比分析；

④能够精确控制加载速率，从而可对不同应变率的影响效应进行分析，加载过程中应变率控制稳定，基本达到匀速加载。

作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：

上层垫块、碟形弹簧与刚性杆之间设置一个套环，套环高度小于上层垫块和碟形弹簧高度之和，套环做抛光处理，以减小构件间的摩擦力，并保证上层垫块和碟形弹簧的稳定。

碟形弹簧与下层垫块之间设置有上高度调节垫、下高度调节垫，上高度调节垫和下高度调节垫通过螺纹结构连接，相互旋转可对装置高度进行微调，使混凝土试件处于受力和非受力的临界状态，以达到最优的试验高度。

MTS作动器为243.41S型，最大加载速度为100mm/s，可进行不同应变速率下混凝土压应力-应变全曲线的测量。

上承压板和下承压板上均设置有螺丝孔，上位移计支架和下位移计支架分别通过螺丝固定在上承压板和下承压板上，组装方便。

LVDT位移计设置两个且在混凝土试件对称位置分别布置，试验中取其平均值进行分析，减少由于高度偏差带来的影响。

上高度调节垫和下高度调节垫的外圆上均设置有调节圆孔，方便旋转上下高度调整垫来调节装置高度。

附图说明

图1 是本发明实施例结构示意图；

图2 是本发明实施例主视结构示意图；