[实用新型]混凝土内压应力与水压耦合的试验装置

说明书

一种混凝土内压应力与水压耦合的试验装置，包括钢模，还包括混凝土内压应力调节机构；混凝土内压应力调节机构包括钢垫板、螺旋千斤顶、顶板、丝杆、荷载传感器和荷载显示器，钢垫板同轴设置于钢模内部，其上端与螺旋千斤顶的底座下端面连接，螺旋千斤顶的上部为荷载传感器，荷载传感器与荷载显示器连接；钢垫板、螺旋千斤顶和荷载传感器同轴设置；荷载传感器的上端连接顶板，顶板与钢模通过多根丝杆连接，其中，丝杆上端通过螺帽与顶板连接，下端焊接于钢模外壁上。该装置能明显调节或消除环向环箍力，提高试验效率和精度，使试件在试验过程中的应力和渗水量分布更均匀，同时能够实现对混凝土内压应力大小的控制，方便地达到所需的试验条件。

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土内压应力与水压耦合的试验装置，属于混凝土实验技术领域。

背景技术

混凝土的抗渗性能是混凝土的一项基本性能，在地下工程或者其它有防渗要求的工程结构中该性能尤为重要。混凝土内部存在一定的压应力，该压应力影响着混凝土的的抗渗性能。

为研究混凝土内压应力对其抗渗性能的影响，需进行试验。传统的抗渗试验由于环向环箍力的存在而影响混凝土真实的抗渗性能的测量，虽然利用环向环箍力可以模拟水平压应力与水压力耦合作用下混凝土抗渗性能的研究，但水平压应力与水压力相关，因此不可调整，不便于进行混凝土内压应力改变对抗渗性能影响的研究。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种混凝土内压应力与水压耦合的试验装置，该装置能明显调节或消除环向环箍力，提高试验效率和精度，使试件在试验过程中的应力和渗水量分布更均匀，客观准确地得到混凝土实际的抗渗能力，同时能够实现对混凝土内压应力大小的控制，方便地达到所需的试验条件，用定量的分析方法研究混凝土内应力对抗渗的影响。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种混凝土内压应力与水压耦合的试验装置，包括钢模，钢模内腔与试块锥度相同，还包括混凝土内压应力调节机构；

所述的混凝土内压应力调节机构包括钢垫板、螺旋千斤顶、顶板、丝杆、荷载传感器和荷载显示器，钢垫板同轴设置于钢模内部，其上端与螺旋千斤顶的底座下端面连接，螺旋千斤顶的上部为荷载传感器，荷载传感器与荷载显示器连接；钢垫板、螺旋千斤顶和荷载传感器同轴设置；

荷载传感器的上端连接顶板，顶板与钢模通过多根丝杆连接，其中，丝杆上端通过螺帽与顶板连接，下端焊接于钢模外壁上。

进一步地，所述丝杆为三根，且以钢模轴心为中心环形等距布置。

进一步地，所述钢垫板为中部镂空的钢垫圈。

与现有技术相比，该试验装置通过设置千斤顶，根据试验水压值计算出所需的加载值，通过旋转螺旋千斤顶增加推力，当到达设定推力值时，停止旋转，方便的达到所需的试验条件，实现了对混凝土内压应力大小的可控；该装置通过顶板与丝杆的配合实现了对钢模内的钢垫板高度的调节，使得钢垫板的下端面在试验时能与试块的上端面紧密接触，从而在抗渗试验过程中对试块顶升起到限位作用，极大地减小甚至消除水平环向压力作用，使试块在试验过程中的应力和渗水量分布更均匀，使渗水液面呈水平线分布，从而客观准确的得到混凝土实际的抗渗能力，提高了试验效度和精度。

本实用新型还提供了一种混凝土内压应力与水压耦合的试验方法，包括如下步骤：

S1：确定试验所需的水压P_水压和混凝土内的压应力σ；

S2：根据确定的所需水压P_水压计算水压力F_水压力：

F_水压力＝P_水压×π×D²/4 (1)；

式中，D为试块底部直径，P_水压的单位为N/mm²，F_水压力的单位为N；