[发明专利]一种测试疏浚砂混凝土表面强度的装置及方法

权利要求书

1.一种测试疏浚砂混凝土表面强度的方法，其特征在于，方法采用测试装置实现，所述测试装置包括测试台(11)，增压装置、施压装置、连接机构、固定机构；所述增压装置与所述施压装置连接，所述连接机构一端与所述施压装置的输出端连接，另一端与混凝土试块(3)固定连接，所述混凝土试块(3)设置在所述测试台(11)的上端，所述测试台(11)的下端面与所述增压装置的顶端固定连接，所述固定机构用于固定混凝土试块(3)；所述施压装置包括活塞(7)、气压计(8)和气缸(9)，所述气缸(9)与所述增压装置连接，所述活塞(7)与所述气缸(9)连接，所述活塞(7)与所述连接机构连接，所述气缸(9)的外表面设置所述气压计(8)，所述气压计(8)用于测量气缸(9)内部的气压；

所述连接机构包括扳手(6)和连接块(10)，所述扳手(6)一端与所述活塞(7)侧壁连接，另一端与所述连接块(10)固定连接，所述连接块(10)与所述混凝土试块(3)连接；

所述固定机构包括支架(4)和固定螺栓(5)，所述支架(4)与所述测试台(11)上表面固定连接，所述固定螺栓(5)与所述支架(4)螺纹连接，所述固定螺栓(5)用于将混凝土试块(3)固定在所述测试台(11)上；

所述增压装置包括电动气泵机(1)和功率调节旋钮(2)，所述电动气泵机(1)与所述测试台(11)固定连接，所述功率调节旋钮(2)用于控制所述电动气泵机(1)的功率；

所述方法包括以下步骤：

将混凝土试块(3)表面用粗砂纸打磨，将表面的浮灰用抹布擦拭干净，以增加混凝土粘合剂与混凝土的接触面积，在混凝土试块(3)表面上设置连接块(10)；

将试块放置在测试台(11)台面上，移动混凝土试块(3)位置，手动调节活塞(7)初始高度，使扳手(6)的一端嵌固在连接块(10)的嵌固槽(1001)内，另一端与活塞(7)侧表面圆孔连接，并且保证扳手(6)处于水平状态；调节固定螺栓(5)，使试块固定在测试台台面上；

使电动气泵机(1)接入电源，调节功率调节旋钮(2)至某一固定值，活塞(7)开始通过扳手(6)向混凝土试块(3)施加扭矩，直至混凝土被扭断，读出气压计(8)读数；

根据读数进行计算，绘制气泵机功率-破坏剪切应力曲线，根据曲线趋势，分析匀速施加扭矩速率与混凝土表面极限受扭承载力的定量关系；

所述气泵机功率-破坏剪切应力曲线的计算公式如下：

活塞对扳手所施加的压力为：

P＝p·A

其中，为活塞对扳手施加的压力，p为气压计读数，A为活塞底部表面积；

破坏时混凝土表面受到的扭矩为：

T_f＝P·l

其中P为气泵机对扳手施加的压力；l为扳手长度；

记录混凝土断裂破坏的最大扭矩，通过利用剪应力(τ)–扭矩(T)关系计算破坏时剪切应力：

τ_f＝0.75T_f·r/J

其中，τ_f为破坏切应力；T_f为混凝土受到的扭矩；r为混凝土破坏圆截面的半径，J为破坏圆截面极惯性矩。

2.根据权利要求1所述的一种测试疏浚砂混凝土表面强度的方法，其特征在于，所述测试装置还包括：所述连接块(10)设置嵌固槽(1001)，所述扳手(6)设置与所述嵌固槽(1001)相对应的凸块(601)，所述凸块(601)与所述嵌固槽(1001)插接。

3.根权利要求1所述的一种测试疏浚砂混凝土表面强度的方法，其特征在于，所述混凝土试块(3)表面的连接块(10)的数量是多个。

4.根权利要求1所述的一种测试疏浚砂混凝土表面强度的方法，其特征在于，所述连接块(10)通过混凝土粘结剂与所述混凝土试块(3)表面固定连接。