[发明专利]一种混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置及方法在审
申请号: | 202110433351.1 | 申请日: | 2021-04-22 |
公开(公告)号: | CN113188999A | 公开(公告)日: | 2021-07-30 |
发明(设计)人: | 陈徐东;王润民;郭玉柱 | 申请(专利权)人: | 河海大学 |
主分类号: | G01N19/04 | 分类号: | G01N19/04 |
代理公司: | 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 | 代理人: | 董建林 |
地址: | 210024 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 混凝土 岩石 粘结 界面 强度 包络 估算 装置 方法 | ||
1.一种混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,其特征在于,包括:支架、固定在所述支架上的底部支座板、设置在所述底部支座板中部的上承压板与下承压板和与所述上承压板或下承压板固定连接的法向约束板;
所述底部支座板与地面保持水平;
所述上承压板和下承压板用于在竖直方向上夹固粘结体试件,所述下承压板固定在底部支座板上方中部,所述上承压板能够固定在设置在上方的压力机的下面中部;
所述法向约束板通过将粘结体试件箍在法向约束板的中部阻止粘结体试件在其轴线方向的移动。
2.根据权利要求1所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,其特征在于,所述法向约束板的横断面中部为圆弧段,通过设置在左右侧的连接杆与所述上承压板连接并固定,能够适配于圆柱体的粘接体试件。
3.根据权利要求2所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,其特征在于,所述法向约束板的左右两板的横截面内测均为直径150毫米,圆心角135°的对称的圆弧,用于与沿轴线对称等体积,且整体试件为直径150毫米,高300毫米的圆柱体粘接体试件相适配。
4.根据权利要求3所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,其特征在于,所述法向约束板的厚度为10毫米。
5.根据权利要求2所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,其特征在于,所述连接杆包括分布在所述法向约束板的前后方的两根水平的刚性连接杆,所述刚性连接杆通过螺钉或螺栓将两侧的法向约束板紧密连接,进而将粘接体试件箍在法向约束板的中部。
6.根据权利要求1所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,其特征在于,所述装置还包括分别安装在所述上承压板与所述下承压板的中部的轴承垫条。
7.根据权利要求6所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,其特征在于,所述轴承垫条包括两根连线方向为竖直加压方向的轴承垫条,所述轴承垫条由20毫米宽和3毫米厚的层压木制成。
8.一种混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的方法,其特征在于,基于权利要求1-7所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的装置,包括以下步骤:
制作粘结体试件并养护至标准龄期;
将所述粘接体试件安装至上承压板和下承压板之间,调整粘接体试件的方位使粘接体试件的加载受力方向正对岩石与混凝土材料的分界线处;
使用法向约束板夹紧粘接体试件,以防止粘接体试件在加载过程中发生移动和旋转;
使用压力机对粘接体试件进行劈裂加载,使粘接体试件在劈裂方向产生垂直于粘结界面向两侧的拉力;
在劈裂加载的过程中,记录预制试件开裂时的压力值,进行粘结界面强度包络线的估算。
9.根据权利要求8所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的方法,其特征在于,所述制作粘结体试件并养护至标准龄期的方法包括:使用喷射混凝土浇筑在半圆柱体的岩石上制成圆柱体粘接体试件,养护至混凝土龄期28天。
10.根据权利要求8所述的混凝土与岩石粘结界面强度包络线估算的方法,其特征在于,估算的方法还包括以下步骤:
进行多组实验,获得多组开裂时的压力值,计算获得平均压力值,并进行粘结界面强度包络线的估算;
进行粘结界面强度包络线的估算的方法包括:
根据所述平均压力值,计算岩石与喷射混凝土的结合试件的劈裂抗拉强度参数f′t,计算方法为:
其中,Pu为加载时的平均极限荷载,B为测试样本的长度,D为测试样本的直径。
然后,评估粘结界面摩擦角φ′的数值。摩擦角是界面基板(即岩石)粗糙度的函数。基材表面粗糙度通常通过观察和与标准剖面比较进行定性评估。
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