一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置，属于土木工程领域，本实用新型专利技术是一种用于在进行混凝土标准圆柱体试样单轴压缩试验时测量其压缩变形的装置，该装置安装在单轴无侧限压缩状态下的圆柱体中段，通过测得的变形和装置的原始标距换算出单轴压缩试验中的应变，进而得到混凝土的完整单轴压缩应力‑应变关系曲线，尤其是可以提供混凝土达到极限强度后的软化段的应力‑应变关系，为混凝土本构关系的标定和数值模拟的材料参数提供有效数据。该实用新型专利技术具有装置成本低、适用范围广的特点。

A gauge device for strain test of concrete cylinder specimen

The utility model discloses a standard distance device for testing the strain of a concrete cylinder specimen, which belongs to the field of civil engineering. The utility model is a device for measuring the compression deformation of a concrete standard cylinder specimen under uniaxial compression test. The device is installed in a cylinder under uniaxial compression without a side limit. In the middle part of the body, the strain in the uniaxial compression test is converted through the measured deformation and the original standard distance of the device, and then the complete uniaxial compressive stress strain relation curve of the concrete is obtained, especially the strain relation of the softening section which can be provided after the concrete reaches the ultimate strength, which is the calibration of the constitutive relation of the concrete and the concrete constitutive relation. The material parameters of the numerical simulation provide effective data. The utility model has the characteristics of low cost and wide application range.

【技术实现步骤摘要】
一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置
本技术属于土木工程领域，具体涉及一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置。
技术介绍
钢筋混凝土在基础设施建设以及民用建筑结构中有着广泛的应用，且目前各种新型水泥基和高性能混凝土材料层出不穷。为了研究和掌握传统钢筋混凝土或者新型混凝土结构在自然或人为灾害条件下(例如地震、火灾、爆炸和冲击等)的受力性能及防灾减灾能力，业内经常采用数值研究的手段。为让数值结果能够真实再现混凝土结构的物理性能，混凝土材料的本构关系(即应力-应变关系)必须进行准确的标定。其中，混凝土圆柱体的单轴压缩试验是最重要且最常用的标定方法。目前一般通过万能压力试验机对混凝土圆柱体进行单轴压缩试验。试验过程中，应力可直接通过机器施加的压力除以混凝土试样的截面积获得，但是应变的测量存在很多困难，以致于很难获得完整的应力-应变关系，尤其是混凝土达到其极限强度后的软化段的应力-应变关系。现有技术的应变测试可通过应变片、压力机位移以及非接触式光学测试系统等方式来进行。但粘贴在混凝土表面的应变片的测试受混凝土局部表面特性的影响很大，一旦粘贴处出现裂缝，应变片便退出工作，所以应变片只能在混凝土受压变形的小范围内工作，且应变片是耗材无法重复利用；由于压力机和圆柱体端部很难做到完全光滑接触，使得边界处为非单轴应力状态，所以通过整体位移推算出来的轴向应变并不是对应于整体的轴向应力状态，用于单轴应力-应变状态的描述存在较大误差；非接触式光学应变测试系统硬件设备昂贵且通过图片后处理分析获得应变信息的要求很高，更适用于片状或尺寸较小的试验构件，所以采用非接触式光学应变测试系统测试混凝土圆柱体的轴向变形代价过高。综上所述，当前市面上还没有一款既可以较好较完整地测量混凝土圆柱体单轴受压试验中应变的大小而且又比较简单经济的装置。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术旨在提供一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置，用于测量混凝土标准圆柱体在单轴压缩试验中的应变，进而获得完整的应力应变曲线，包括极限抗压强度后的软化段的应力-应变关系，为混凝土材料本构模型的标定和混凝土结构的数值研究提供有力的支撑。为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置，包括设置在圆柱体试样上的若干组圆环和均匀设置在所述每组圆环上的若干个位移传感装置，所述位移传感装置包括位移传感器和传感器接触装置，所述每组圆环有两个，所述两个圆环一上一下套接并固定在所述圆柱体试样上，所述位移传感器设置在所述在下的圆环上，所述传感器接触装置设置在所述在上的圆环上，所述传感器接触装置与所述位移传感器正对应。更进一步地，还包括支撑装置，所述支撑装置均匀设置在每组的所述两个圆环之间，所述支撑装置用于固定每组的所述两个圆环之间的相对位置，所述支撑装置与所述在上的圆环或所述在下的圆环活动连接。更进一步地，还包括保护装置，所述保护装置包括螺栓、螺帽和弹簧，所述圆环上均匀设置有若干个螺栓孔，所述螺栓孔略大于所述螺栓的螺杆外径；所述螺栓穿过所述螺栓孔；所述螺栓的头部为锥形头，所述螺栓的头部与所述圆柱体试样相接触；所述弹簧套接在所述螺栓的头部与所述圆环的内侧之间的螺杆上，所述弹簧的直径不大于所述螺栓的头部的直径；所述螺栓的尾部螺杆设有与所述尾部螺杆配合的螺帽。更进一步地，所述传感器接触装置为L形角钢，所述L形角钢的一边固定设置在所述在上的圆环上，所述L形角钢的另一边指向所述在上的圆环的外侧，所述位移传感器的测量端与所述L形角钢的指向所述在上的圆环的外侧的一边相连。更进一步地，所述支撑装置包括撑杆、第一连接件和第二连接件，所述第一连接件设置在所述在下的圆环上，所述第二连接件设置在所述在上的圆环上，所述撑杆的一端设置有卡口，所述卡口可拆卸地与所述第二连接件卡接，所述第一连接件与所述撑杆的未设有卡口的一端连接，所述撑杆可绕所述第一连接件自由转动。更进一步地，所述圆环的横断面为矩形，所述圆环和所述传感器接触装置的材质为铝合金材质。相比于现有技术，本技术的有益效果为：(1)本专利技术提供了一种测量标准圆柱体单轴压缩试验时的标距装置，该装置依靠均匀分布在圆环上的若干个位移传感器的平均值换算应变，可以精确测量完整的单轴受压应力应变曲线，甚至包括混凝土抗压极限承载力后的软化段的应力-应变关系。从而为混凝土本构关系的标定提供准确可靠的数据，方便研究人员确定混凝土的基本特性；(2)相对于应变片测试，本技术的标距装置既可以重复利用，又可以获得完整的应力-应变曲线；相对于机器位移测试，该装置有效去除了圆柱体试样和压力机的接触条件对试样受力的影响，从而使所得应变对应于纯轴压状态的应力；相对于非接触式光学测试系统，该实验装置成本低，且后续数据处理要简单很多。(3)本技术的标距装置结构明确、操作简单，测量准确，可依据其它标准试样的尺寸，进行相应的尺寸调整，适用性强，对于任何脆性材料(包含混凝土、水泥基材料、岩石和石膏等)的圆柱体试样的单轴压缩试验，该装置均可用于应变测试，适用性广；(4)在单轴压缩过程中圆柱体试样通常会膨胀鼓出，本技术的标距装置提供了一种保护装置，螺栓可自由向圆环外滑动，减小试样变形给测试装置(圆环)带来的破坏，增加装置的使用寿命；(5)本技术的支撑装置作为临时的支撑，在实验开始前保证装置的稳定性，同时可用来确定两个圆环之间的距离和压缩变形测量的原始标距；在实验开始时，支撑装置可方便地打开卡口，取消支撑；(6)本技术的圆环横断面为矩形，以保证圆环的刚度；圆环和传感器接触装置采用铝合金材质制作，强度高并且质量较轻；(7)本技术的标距装置可同时设置多组圆环，可同时测量圆柱体试样不同高度位置的应力-应变关系；(8)本技术的标距装置可有效便捷地应用于教学和科研，提升学生和科研人员对混凝土应力-应变关系的掌握，增强对混凝土材料特性的认知。附图说明图1为本技术的单轴压缩试验开始前的标距装置示意图；图2为本技术的单轴压缩试验开始后的标距装置示意图；图3为本技术的单轴压缩试验开始后的标距装置俯视示意图；图4为本技术的滑动螺丝弹簧装置示意图；图中：1-圆柱体试样；2-圆环；3-位移传感装置；301-位移传感器；302-传感器接触装置；303-传感器固定装置；4-支撑装置；401-撑杆；402-第一连接件；403-第二连接件；4011-卡口；5-保护装置；501-螺栓；502-螺帽；503-弹簧。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细描述。实施例本实施例的用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置包括一组圆环2、三个支撑装置4、三个位移传感装置3，一组圆环2有两个，分为上圆环和下圆环，两个圆环2一上一下套接并固定在圆柱体试样1上；位移传感装置3包括位移传感器301和传感器接触装置302，位移传感器301设置在下圆环上，传感器接触装置302设置在上圆环上，传感器接触装置302与位移传感器301正对应。需要说明的是，圆环、支撑装置、位移传感装置以及后文所述的保护装置的设置数量可根据实际试验需要进行调节，数量的不同并不会带来各自的结构上的差异，为避免赘述，本实施例仅以所给出的数量为例。圆环2的内直径为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置，其特征在于，包括设置在圆柱体试样(1)上的若干组圆环(2)和均匀设置在所述每组圆环(2)上的若干个位移传感装置(3)，所述位移传感装置(3)包括位移传感器(301)和传感器接触装置(302)，所述每组圆环(2)有两个，所述两个圆环(2)一上一下套接并固定在所述圆柱体试样(1)上，所述位移传感器(301)设置在所述在下的圆环(2)上，所述传感器接触装置(302)设置在所述在上的圆环(2)上，所述传感器接触装置(302)与所述位移传感器(301)正对应。

【技术特征摘要】
1.一种用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置，其特征在于，包括设置在圆柱体试样(1)上的若干组圆环(2)和均匀设置在所述每组圆环(2)上的若干个位移传感装置(3)，所述位移传感装置(3)包括位移传感器(301)和传感器接触装置(302)，所述每组圆环(2)有两个，所述两个圆环(2)一上一下套接并固定在所述圆柱体试样(1)上，所述位移传感器(301)设置在所述在下的圆环(2)上，所述传感器接触装置(302)设置在所述在上的圆环(2)上，所述传感器接触装置(302)与所述位移传感器(301)正对应。2.根据权利要求1所述的用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置，其特征在于，还包括支撑装置(4)，所述支撑装置(4)均匀设置在每组的所述两个圆环(2)之间，所述支撑装置(4)用于固定每组的所述两个圆环(2)之间的相对位置，所述支撑装置(4)与所述在上的圆环(2)或所述在下的圆环(2)活动连接。3.根据权利要求1或2所述的用于混凝土圆柱体试样应变测试的标距装置，其特征在于，还包括保护装置(5)，所述保护装置(5)包括螺栓(501)、螺帽(502)和弹簧(503)，所述圆环(2)上均匀设置有若干个螺栓孔，所述螺栓孔略大于所述螺栓(501)的螺杆外径；所述螺栓(501)穿过所述螺栓孔；所述螺栓(501)的头部为锥形头，所述螺栓(501)的头部与所述圆柱体试样(1)相接触；所述弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻君，罗力中，丁小龙，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32