[发明专利]一种混凝土单轴拉伸试验夹具及试验方法

说明书

本发明公开一种混凝土单轴拉伸试验夹具及试验方法，包括两个结构相同的夹具体，夹具体包括钳口连接件及试件夹持件，钳口连接件的一端与拉伸试验机的钳口配合连接，另一端与试件夹持件连接；钳口连接件与试件夹持件之间采用榫卯连接；混凝土试件的夹持端嵌入设置在试件夹持件中，混凝土试件的夹持端与试件夹持件之间采用面接触紧密配合连接；本发明将混凝土试件的夹持端与试件夹持件之间采用面接触配合连接，有效消除了局部应力集中，减少了试件的损伤，确保了混凝土试件的拉伸断裂面发生在试件中部，对提高试验精度起到了积极促进作用；钳口连接件与试件夹持件采用榫卯连接，提高了结构的稳定性，安拆简单，有效提高了拉伸试验的效率和测量精度。

技术领域

本发明属于混凝土试验技术领域，特别涉及一种混凝土单轴拉伸试验夹具及试验方法。

背景技术

混凝土材料是目前筑建工程中使用最为广泛的材料，而混凝土构件的强度需要通过试验手段进行测试。抗拉性能是混凝土材料的重要机械性能，其抗拉强度可由单轴拉伸试验测试得到。

目前，混凝土抗拉性能试验方法主要有三种：劈拉试验、直拉试验和弯拉试验。其中，直接拉伸试验所测得试验数据最为准确，最能直接反映混凝土的抗拉强度及应变变化，从而得到混凝土材料的应力-应变关系。然而，由于混凝土材料的天然脆性，使得在单轴拉伸试验中，夹具的选择以及试件与夹具的夹持方式对于试验的准确性和成功率变得至关重要。

在直接拉伸试验中，现有的试件夹持方式主要有粘钢式、三点式、软接触式及硬接触式；其中，粘钢式是通过粘接剂将混凝土试件的两端面与拉伸轴粘接起来，其粘接剂采用的是环氧树脂基型粘钢胶；其缺点：环氧树脂粘接法需要融化环氧树脂，对人体有害，污染环境；三点式是通过开设在圆柱形外壳的三个螺栓孔，用螺栓的旋转来实现对试件夹持的松紧；其缺点：无法量化三个螺栓作用点所施加的力以及旋入螺栓长度的大小，极易引起偏心和试件端部的应力集中；软接触式是在夹具与试件的接触面上贴衬有弹性薄片，虽然这种设计对防止应力集中有一定作用，但是在研究混凝土的应力-应变关系时，弹性薄片的应变将对试验结果造成巨大误差，该方法无法满足混凝土本构研究的需要；硬接触式是通过两根螺栓来夹持混凝土试件，其缺点：容易引起应力集中，破环试件端部，很难使拉伸破坏面发生在试件中部，并且在拉伸过程中由于螺栓的弯曲变形容易导致拉伸试验误差过大。

而在夹具与普通伺服万能机配合连接方面，现有技术绝大部分采用金属杆系连接，其缺点：当金属杆结构的方向和轴向拉伸方向平行时，其在轴力的作用下会产生不可忽略的应变，这个附加应变的产生将会对研究混凝土拉伸时的应力-应变关系产生较大影响，从而使测得的试验数据丧失准确性。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种混凝土单轴拉伸试验夹具及试验方法，以解决现有技术中混凝土试件与夹具之间存在不可忽略的应力集中，容易造成混凝土试件根部断裂或与夹具接触部分产生蠕变破坏现象，最终导致拉伸试验失败的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种混凝土单轴拉伸试验夹具，包括两个结构相同的夹具体，两个夹具体分别设置在混凝土试件的两端，通过夹具体将混凝土试件固定安装在拉伸试验机上；

夹具体包括钳口连接件及试件夹持件，钳口连接件的一端与拉伸试验机的钳口配合连接，另一端与试件夹持件连接；钳口连接件与试件夹持件之间采用榫卯连接；混凝土试件的夹持端嵌入设置在试件夹持件中，混凝土试件的夹持端与试件夹持件之间采用面接触紧密配合连接。

进一步的，钳口连接件包括连接件底板及连接件中位板；连接件底板的一侧与试件夹持件连接，连接件底板上均匀设置有第一榫卯结构，通过第一榫卯结构与试件夹持件配合固定连接；连接件底板的另一侧与连接件中位板连接，连接件中位板的一端与连接件底板的中部垂直固定连接，另一端与拉伸试验机的钳口配合连接。