[发明专利]一种测试混凝土试块内部材料本构关系的装置及安装方法

说明书

本发明公开了一种测试混凝土试块内部材料本构关系的装置及安装方法，该装置包括：棱柱体混凝土试块模具、捆绑绳、应变片传感线、微型土压力盒传感线、柔性介质棒、应变片、敏感栅、端子、微型土压力盒、圆形钢片、扎丝、半圆形拉环。本发明固定简单，且在混凝土浇筑过程及振捣过程中柔性介质棒始终保持垂直，微型土压力盒受压面不会倾斜。测量混凝土应力应变主要依靠应变片和微型土压力盒。应变片的尺寸小于柔性介质棒表面尺寸，柔性介质棒表面用砂纸打磨粗糙，使其与现浇混凝土有良好的粘结性能。用瞬间强力粘合剂胶水将应变片粘贴在柔性介质棒上，应变片表面涂抹硅橡胶做防潮处理，避免胶层吸收混凝土中的水分降低绝缘电阻值。

技术领域

本发明属于混凝土材料力学性能测量领域，具体涉及一种测试混凝土试块内部材料本构关系的装置及安装方法。

背景技术

混凝土结构应变的测量，分为表面应变和内部应变两种。一般的混凝土试验，主要测量混凝土的表面应变。应变一般用电阻应变片进行测量，将电阻应变片粘贴于构件表面，通过应变测量系统测出其应变值。由于电阻应变片比较脆弱，直接放入混凝土中将失去功能，因此上述方法不能应用于混凝土内部应变的测量。然而，测试混凝土内部材料的力学性能具有重要的工程和理论意义，不仅可以检验材料质量、验证材料本构关系的正确性，而且为混凝土结构非线性有限元分析中的核心混凝土材料本构关系提供真实数据。目前可以采用光纤光栅传感器测试混凝土的内部应变测量，但其成功率较低、成本极高，并不能满足实际工程的广泛需求。此外，混凝土内部的应力也很难通过传统仪器和方法直接测量出。综上，目前混凝土内部材料本构关系的测量难度和成本比外部应变测量要大得多，亟需提出有效而低成本的测试设备和安装方法。

有鉴于此，本发明提出一种可以直接测量混凝土试块内部应变、应力的装置及安装方法。本发明为解决现有装置不能精准测量混凝土内部应力应变提供了新的解决方案。

本发明的基本原理是采用电阻式应变片和高强压力盒分别测试混凝土内部的应变与应力。高强压力盒主要由承压膜、夹弦器、钢弦以及线圈组成，量程主要由承压膜及钢弦控制，承压膜由高强钢材制成，其屈服强度为压力盒量程1/6-1/8，钢弦抗拉强度400Mpa以上且钢弦直径不大于0.1mm。电阻式应变片截面尺寸小于柔性附着棒且应变片大小不大于柔性附着棒长度的1/10，这样可以确保测试的约束条件合理。应变片传感线直径不小于2mm且长度至少超出混凝土试块模具30mm。

在测试内部应变方面，将电阻式应变片贴在柔性附着棒上，柔性附着棒表面硬度低，韧性良好，耐磨性强，稳定性好，耐多种化学品腐蚀，将其表面打磨到一定粗糙程度，使其与混凝土有良好的粘结性能。应变片敏感栅面朝外，用瞬间强力粘合剂将应变片粘在柔性附着棒上，在应变片表面涂抹硅橡胶做好防潮处理。将柔性附着棒绑在捆绑绳上，在模具正方形面上打孔，捆绑绳穿过模具孔以此固定柔性附着棒。

采用高强压力盒测试混凝土内部应力，土压力盒受压面上粘贴圆形钢片，其直径与压力盒相同，保证压力盒受力均匀。用扎丝绑住高强压力盒两侧的半圆形拉环，使压力盒在混凝土浇筑过程中不偏位。

本发明涉及的应变和应力测试设备灵敏度高、耐久性强且成本极低，所占空间也很小，特别适合测试混凝土试块的应力-应变关系和材料力学性能。

发明内容

发明目的：在混凝土试块中提供一种埋入式应变计、高强压力盒装置及安装方法。包括柔性附着棒，应变片和高强压力盒，柔性附着棒作为混凝土与应变片之间的柔性介质，且不影响应变片的准确度。本发明具有安装方便，测量精确的特点，为解决现有装置不能直接测量棱柱体混凝土试块内部应力应变提供了一种新的解决的方案。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案。