[发明专利]一种混凝土三轴应力测量装置及其制作方法以及测量方法

说明书

本发明涉及一种混凝土三轴应力测量装置及其制作方法以及测量方法，其中，测量装置包括混凝土外保护层和三轴应力测量本体，所述三轴应力测量本体位于所述混凝土外保护层内；所述三轴应力测量本体包括三轴钢筋骨架、三块混凝土垫块和三个柔性薄膜压力传感器，所述三轴钢筋骨架包括三根相互垂直的钢筋，这三根钢筋的一端焊接在一起，另一端分别垂直设置一所述混凝土垫块；所述混凝土垫块的底端面与所述钢筋固定连接，顶端面上设置一所述柔性薄膜压力传感器，所述柔性薄膜压力传感器的接线端连接导线，所述导线引出至所述混凝土外保护层的外部，本发明解决了现有技术中尚无有效地测量混凝土内部准确应力状态的装置的技术问题。

技术领域

本发明涉及土木工程监测应用技术领域，特别涉及一种混凝土三轴应力测量装置及其制作方法以及测量方法。

背景技术

混凝土结构的应力状态是反映其安全性的重要参数，因此对混凝土结构的应力测量是混凝土结构模型试验研究和现场监测中的重要内容。目前尚无有效地测量混凝土内部准确应力状态的装置，通常采用在混凝土结构表面黏贴电阻应变片的装置来测量表面应变，通过估算的混凝土材料的弹性模量换算得到混凝土表面的应力。由于混凝土是非均值材料，通常理论分析的结果与试验结果在内里层次上存在一定的差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土三轴应力测量装置及其制作方法以及测量方法，以解决现有技术中尚无有效地测量混凝土内部准确应力状态的装置的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种混凝土三轴应力测量装置，包括混凝土外保护层和三轴应力测量本体，所述三轴应力测量本体位于所述混凝土外保护层内；

所述三轴应力测量本体包括三轴钢筋骨架、三块混凝土垫块和三个柔性薄膜压力传感器，所述三轴钢筋骨架包括三根相互垂直的钢筋，这三根钢筋的一端焊接在一起，另一端分别垂直设置一所述混凝土垫块；所述混凝土垫块的底端面与所述钢筋固定连接，顶端面上设置一所述柔性薄膜压力传感器，所述柔性薄膜压力传感器的接线端连接导线，所述导线引出至所述混凝土外保护层的外部。

较佳的，任意两块所述的混凝土垫块相垂直，所述混凝土垫块垂直于其所在的钢筋，且其顶端面背对着此钢筋。

较佳的，所述混凝土外保护层为立方体结构，所述三轴应力测量本体位于所述混凝土外保护层的中心。

较佳的，所述混凝土垫块和混凝土外保护层均采用C55混凝土制作而成。

较佳的，所述混凝土垫块为方块，所述钢筋的端部通过环氧树脂粘贴在所述混凝土垫块的底端面的中心处，所述柔性薄膜压力传感器通过环氧树脂粘贴在所述混凝土垫块的顶端面的中心处。

较佳的，所述柔性薄膜压力传感器的外周涂有具有防水作用的环氧树脂。

较佳的，所述柔性薄膜压力传感器的接线端与导线的连接处涂有具有防水作用的硅胶。

本发明还提供一种混凝土三轴应力测量装置的制作方法，包括以下几个步骤：

S1、将三根相互垂直的钢筋的一端焊接在一起构成三轴钢筋骨架；

S2、在每根钢筋的外端部分别垂直固定设置一混凝土垫块，在每块混凝土垫块的外端面上分别固定设置一柔性薄膜压力传感器，此柔性薄膜压力传感器的接线端连接导线，所述三轴应力测量本体制作完成；

S3、将制作好的三轴应力测量本体放入一立方体模具中，摆正三轴应力测量本体的位置使其处于所述立方体模具的中心位置；

S4、向所述立方体模具内浇注混凝土以制作混凝土外保护层，待所述混凝土外保护层凝固后取出并养护，养护完成后，所述测量装置制作完成。

本发明还提供一种混凝土三轴应力的测量方法，采用上述实施例所述的测量装置，包括：在被测构建进行浇筑时，将测量装置放入构建内进行浇注。