[实用新型]一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验装置

说明书

本实用新型公开了一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验装置，包括混凝土荷载施加装置和冻融耦合盒，混凝土荷载施加装置中设置有混凝土试样，并整体套装在冻融循环耦合盒中，所述混凝土荷载冻融循环耦合装置通过冻融试验机进行冰冻或融化。本实用新型通过拉力弹簧对混凝土试样施加荷载，以实现冻融循环与荷载的耦合，该过程中混凝土试样的应变由混凝土应变测试系统记录；本实用新型还可对冻融循环后的荷载施加装置进行单轴压缩试验，且压力可全部作用于试样；本实用新型操作简便，可有效模拟工程实际中混凝土的冻融破坏，且能够记录荷载与冻融循环耦合及单轴压缩过程中试样的应力应变关系。

技术领域

本实用新型公开了一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验装置，涉及混凝土冻融循环试验研究。

背景技术

冻融破坏是内部含水或长期与水接触的混凝土在正负温交替作用下发生的由表及里的剥蚀破坏。寒区工程中，冻融循环会导致混凝土力学性能劣化且破坏其完整性，从而影响整体结构的稳定性。混凝土遭受冻融循环的同时，自身处于荷载状态。因此，考虑冻融循环与荷载联合作用下的破坏更能反映实际问题，而现有的冻融试验机鲜有考虑荷载的作用。且至今还未见能够对荷载与冻融循环耦合作用后的混凝土试样进行压缩的试验装置。

基于此，需要一种能够实现荷载与冻融循环耦合作用，且作用后的试样能够进行压缩试验的冻融试验装置，以更好的模拟混凝土的冻融破坏，且能得到丰富的试验数据，为混凝土冻融破坏的深入研究提供依据。

实用新型内容

本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验装置，能够更好模拟实际工程中混凝土的冻融破坏，且能够得到荷载与冻融循环耦合及单轴压缩过程中试样的应力应变关系。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种混凝土荷载与冻融循环耦合试验装置，包括混凝土荷载施加装置和冻融耦合盒，混凝土荷载施加装置中设置有混凝土试样，并整体套装在冻融循环耦合盒中；所述混凝土荷载冻融循环耦合装置通过冻融试验机进行冰冻或融化；所述的混凝土荷载施加装置包括工字型顶板、底板以及至少三根拉力弹簧；拉力弹簧的拉力与拉力弹簧的拉伸长度有关，可计算得出；所述拉力弹簧一端与底板固定连接，一端与螺杆固定连接；螺杆穿过顶板的下板；顶板的下板与底板之间安装有混凝土试样，混凝土试样内部预埋应变传感器，在螺杆的另一端旋装有螺母，使顶板、混凝土试样、底板之间实现轴向定位并保持对混凝土试样施加的荷载。

进一步的，所述冻融耦合盒为橡胶制成的带盖的长方体状盒子，橡胶为耐冻橡胶，且一个盒子中可放入多个混凝土荷载施加装置，所述冻融耦合盒包括盒身与盒盖。

进一步的，填充在所述冻融耦合盒中的介质高度比混凝土荷载施加装置高10-20mm。

进一步的，所述冻融介质选自来水或盐溶液中的一种。

进一步的，所述应变传感器与数据采集系统电连接，所述应变传感器与数据采集系统组成为混凝土应变测试系统。

进一步的，所述螺杆均匀分布连接在顶板上，螺母与下板之间还设有弹簧垫圈，通过螺母将螺杆固定于顶架，弹簧垫圈防止螺母松落。

进一步的，所述工字轮内部采用空腔结构。

本实用新型按照试验要求配置混凝土，并在混凝土试样成型过程预先埋置应变感应器，待混凝土试样成型后，将混凝土试样安装在顶板和底板之间，依据试样长度选择具有恰当初始长度及劲度系数的拉力弹簧，以确保弹簧具有足够的伸长空间且能施加设定荷载，接着拉伸拉力弹簧对试样施加荷载，各弹簧上拉力应保持一致，忽略螺杆、螺母等的重力影响，试样所承受的压力为顶板重力与弹簧拉力之和，再将施加好荷载的混凝土荷载施加装置整体放入冻融耦合盒中，在冻融耦合盒中填充的介质；将冻融耦合盒置于冻融试验机内，按设定的冻融参数循环进行冻融试验，该过程中混凝土的应变由混凝土应变测试系统记录。