[发明专利]超高性能混凝土抗剪性能测试方法

说明书

本发明公开了超高性能混凝土抗剪性能测试方法，包括：制备预制裂缝试块；预制裂缝试块竖直段设置有两个裂缝，裂缝的包括第一裂缝、第二裂缝，第一裂缝连接第二裂缝，且连接处形成钝角，两个第二裂缝与预制裂缝试块竖直段平行且位于同一水平线上，两个第一裂缝的自由端分别位于预制裂缝试块表面，且两个第一裂缝平行，第一裂缝与预制裂缝试块高度方向形成夹角α；将预制裂缝试块置于万能试验机上进行抗剪性能试验，得到预制裂缝试块的最大破坏荷载；根据最大破坏荷载计算抗剪强度。采用预制裂缝试块的制备简单，操作便捷，节约成本；通过拉伸或压缩两种方式进行混凝土抗剪试验，将轴向力转化为剪切力，避免由于双面剪切力不足导致的试验误差。

技术领域

本发明属于混凝土性能测试方法技术领域，涉及超高性能混凝土抗剪性能测试方法。

背景技术

混凝土的抗剪强度可为判断混凝土结构物的整体性、稳定性提供重要依据，是混凝土基本力学指标之一，也是强度理论研究和有限元分析的重要基础。近年来，超高性能混凝土(UHPC)因其优越的力学性能和耐久性能而广泛应用于桥梁、房建、水工建筑物等各大工程领域。混凝土的抗剪强度与立方体抗压强度有一定的定量关系，因此，超高性能混凝土的抗剪强度高于普通混凝土的抗剪强度，然而，国内外对于混凝土抗剪强度的试验方法不统一，导致研究结论相差较大。

目前，操作相对简单且最易于在实验室实现的抗剪试验方法为《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2017中规定的测试方法，规范规定采用边长为150mm的立方体，使用剪切试验仪对试件进行双面剪切，利用千分表测量法向和剪切方向的位移，但该方法试验过程复杂，仪器设备功能单一，计算参数及过程繁杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高性能混凝土抗剪性能测试方法，解决了现有技术中存在的试验过程复杂问题。

本发明所采用的技术方案是，超高性能混凝土抗剪性能测试方法，包括以下步骤：

步骤1、制备预制裂缝试块；

预制裂缝试块为工字型，预制裂缝试块竖直段设置有两个裂缝，裂缝的包括第一裂缝、第二裂缝，第一裂缝连接第二裂缝，且连接处形成钝角两个第二裂缝与预制裂缝试块竖直段平行且位于同一水平线上，两个第一裂缝的自由端分别位于预制裂缝试块表面，且两个第一裂缝平行，第一裂缝与预制裂缝试块高度方向形成夹角α；

步骤2、将预制裂缝试块置于万能试验机上进行抗剪性能试验，得到预制裂缝试块的最大破坏荷载；

步骤3、根据最大破坏荷载计算抗剪强度：

上式中，τ为抗剪强度，单位为MPa，F_τmax为最大破坏荷载，单位为N，m为两钢板竖直方向的间距，单位为mm，t为预制裂缝试块厚度，单位为mm。

本发明的特点还在于：

第二裂缝(2)的长度n为8mm～12mm，第一裂缝(1)、第二裂缝(2)的厚度1mm～3mm，两个第二裂缝(2)之间的距离m为10mm～15mm，α为55°～65°；预制裂缝试块高度为300mm～320mm，宽度为100mm，厚度为45mm～55mm，竖直段高度h为140mm～160mm。

步骤2中，抗剪性能试验的加载速度为0.2MPa/min～0.4MPa/min。

步骤2中，若抗剪性能试验为压力抗剪性能试验时，调整万能试验机的球铰使预制裂缝试块与加载平面接触平整、均匀。

步骤2中，若抗剪性能试验为拉伸抗剪性能试验时，将夹具安装在万能试验机上，将预制裂缝试块套进夹具中并使预制裂缝试块中线与夹具轴线对齐，并在试验前进行预拉。

预拉过程的预拉荷载为破坏荷载的15％～20％。