[发明专利]一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法

说明书

本发明公开了一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法，涉及交界面材料性能测试技术领域。一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法，包括以下步骤：1)预制出钢板半嵌入式三点弯曲梁试件和预制缝三点弯曲梁试件并分别安装到压力试验机上；2)压力试验机分别对两个试件施压，数据采集部件对试验过程的数据进行采集；3)根据采集的数据计算出钢板与混凝土交界面法向粘结刚度、法向粘结强度和法向极限张开位移，使用者根据计算出的参数评估钢板与混凝土交界面法向粘结性能。此外，本发明的试验机能以精确的加速度对试件施压，确保施压过程试件不会突然崩裂，提高了试验的成功率。

技术领域

本发明涉及交界面材料性能测试技术领域。

背景技术

目前，针对单一材料力学性能的测试方法已经较为完善，而对于复合结构中交界面材料性能的测试方法较少。混凝土与钢板界面过渡区的法向粘结强度往往要低于混凝土的抗拉强度，这使得该区域极易成为结构中的薄弱区域。例如钢管混凝土中很常见的脱空现象，其本质上就是因为温差载荷和核心混凝土的收缩徐变使得钢板与混凝土之间发生了法向脱粘。因此需要通过试验定量测定钢板与混凝土法向粘结参数用以评估交界面抵抗法向破坏的能力。

考虑到钢板与混凝土交界面的特殊性，即厚度很小(20～40μm)和粘结强度相对较低，普通材料的本构关系对交界面层不再适用，这也使得很难通过试验直接测试其法向粘结特性。如采用对拉试验直接测试其法向粘结参数，就会出现一些问题：(1)试验过程中无法精确地对中，力的加载可能偏心；(2)施加到交界面上的力不均匀，测得的粘结强度小于实际的粘结强度；(3)受试验机刚度的影响，加载速率难以控制，试件会突然断裂，无法得到交界面断裂的全过程；(4)测得的交界面粘结参数较少，一般只能得到交界面法向粘结强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的系统及试验方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的系统，包括钢板半嵌入式三点弯曲梁试件和伺服型压力试验机，钢板半嵌入式三点弯曲梁试件设置在伺服型压力试验机的基座和加载头之间。

所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件为水平设置的长方体混凝土块，钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的内部设置有竖直的钢板，钢板的板面与钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的长度方向垂直，钢板位于钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的中段。所述钢板的一侧焊接有若干螺纹钢筋。

所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的中段的侧面上设置有位移计和两个应变片，这个位移计靠近钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的侧面的上边缘，这两个应变片靠近钢板的上边缘。

所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件中段的下表面设置有两个应变片和两个用于固定夹式引伸计的刀口钢片，这两个刀口钢片在竖直方向的投影位于钢板的两侧。

进一步，所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件通过三点弯曲的方式设置在基座和加载头之间。

进一步，所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的高度为D，基座上的两个受力点的距离为S，则钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的跨高比S/D≥2.5，S＞D＞0。

进一步，所述钢板为矩形钢板，钢板的两个竖直边缘分别与钢板半嵌入式三点弯曲梁试件相对的两个侧壁齐平，钢板的下边缘与钢板半嵌入式三点弯曲梁试件的下表面齐平。

进一步，所述钢板焊接有螺纹钢筋的板面上焊接有钢块，钢块靠近钢板的下边缘，钢块用于钢板在钢板半嵌入式三点弯曲梁试件中的定位和固定。

一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法，基于上述的系统，包括以下步骤：

1)预制出尺寸相同的所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件和预制缝三点弯曲梁试件。其中，所述预制缝三点弯曲梁试件的中段设置有预制缝、位移计、应变片和用于固定夹式引伸计的刀口钢片。