一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置及方法，包括岩石试块、混凝土试块、钢筋、位移传感器、长支架及夹式引伸计，岩石试块、混凝土试块、钢筋均有两个，两个钢筋分别嵌入两个岩石试块的外侧端面，两个钢筋分别夹在MTS试验机的上下夹口中，每个岩石试块相对的两个侧面各与一个混凝土试块粘结，位移传感器固定在岩石试块上且头部抵住混凝土试块表面，两个岩石试块的内侧端面安装有长支架，夹式引伸计安装在长支架上。本发明专利技术能够克服现有测试装置的不足，位移测量传感器直接安装于试块表面，减小测量误差，克服了剪切朝向单一的缺陷，可实现拉压循环的加载方式，满足各种动态荷载工况下的剪切性能的测试。

【技术实现步骤摘要】
一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置及方法
本专利技术属于混凝土材料测试领域，涉及岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的测定装置，是一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置及方法。
技术介绍
在地下工程中，常常在岩层表面覆盖一层混凝土材料来增加岩土稳定性。然而，根据以往经验，地下工程在遭遇地震灾害后，几乎都会发生混凝土和岩层之间的脱粘现象。这种脱粘必定对结构灾后稳定性产生一定影响，但是由于地下工程的复杂环境，灾后评估其影响程度难度很大。因此，在实验室研究这两种材料的粘结性能对评估和掌握地下工程混凝土对岩层的加固效果及其抗震性能极为重要。目前测试混凝土与岩石粘结性能的试验方式很多，如封闭盒式直剪和立方体斜剪，但这两种方式在测试动态抗剪性能时都存在一定不足之处。一方面是封闭盒式直剪无法直接在试块表面直接安装测量传感器，试件盒和试块之间的贴合度对试验结果有影响，且在疲劳荷载作用过程中贴合度可能发生变化，最后就是疲劳荷载情况下，滑动结构的摩擦耗能可能是无法忽略的。另一方面，斜剪试验的剪切荷载只能朝单一方向加载，无法实现两个方向的剪切循环加载。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术中混凝土与岩石粘结性测试存在的测试结果误差大、剪切朝向单一的问题，本专利技术提供一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置及方法。技术方案：一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，包括岩石试块、混凝土试块、钢筋、位移传感器、长支架及夹式引伸计，岩石试块、混凝土试块、钢筋均包含两个，两个钢筋分别嵌入两个岩石试块的外侧端面，两个钢筋分别夹在MTS试验机的上下夹口中，每个岩石试块相对的两个侧面各与一个混凝土试块粘结，位移传感器固定在岩石试块上且传感器头部接触混凝土试块表面，两个岩石试块的内侧端面安装有长支架，夹式引伸计安装在长支架上。进一步地，岩石试块与混凝土试块粘结的粘结面占岩石试块侧面的一半。进一步地，岩石试块与混凝土试块粘结的粘结面的粗糙度不同。进一步地，位移传感器采用LVDT端子，LVDT端子通过传感器支架固定在岩石试块表面，且LVDT端子的头部抵在混凝土表面。进一步地，LVDT端子有四个，四个LVDT端子分别安装在四个粘结面旁。进一步地，还包括铝片，铝片位于LVDT端子与混凝土试块表面之间。进一步地，两个钢筋在同一轴线上。进一步地，长支架包括两部分，两部分长支架的一端分别安装在两个岩石试块内侧端面上，两部分长支架的另一端固定夹式引伸计。一种使用上述测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置的测试方法，包括以下步骤：步骤一、对岩石试块的粘结面预处理，在每个岩石试块的外侧端面打孔，将钢筋插入孔中并粘结固定；将岩石试块放入制作好的试模中，浇筑混凝土，养护至待测龄期；步骤二、在每个粘结面旁安装LVDT支架，在LVDT支架旁的混凝土表面粘贴铝片，在两个岩石试块内侧端面安装长支架；步骤三、安装LVDT端子在LVDT支架上，将两根钢筋分别夹在MTS试验机的上下夹口中，调试LVDT和MTS试验机；步骤四、使用MTS试验机进行加载，根据岩石试块与混凝土试块的粘结面积、MTS试验机加载情况、LVDT测量结果及夹式引伸计测量结果进行分析。进一步地，步骤四的分析包括：剪切强度-剪切位移关系分析、循环次数-疲劳寿命关系分析、荷载与混凝土延性关系分析；其中，剪切强度通过粘结面积与加载负荷值计算得：其中，τ为剪切强度，A为单个粘结面的面积，P为加载负荷值。有益效果：本专利技术提供一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置及方法，相比较现有技术，能够克服现有测试装置的不足，采用开放式的加载方式，位移测量传感器直接安装于试块表面，直接测量剪切过程中的滑移，减小测量误差。而且克服了剪切朝向单一的缺陷，可实现拉压循环的加载方式，满足各种动态荷载工况下的剪切性能的测试。附图说明图1为测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置的结构示意图；图2为夹式引伸计安装在长支架上的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，包括岩石试块2、混凝土试块1、钢筋3、位移传感器LVDT端子5、铝片6、长支架7及夹式引伸计8，岩石试块2、混凝土试块1、钢筋3均包含两个，两个钢筋3分别嵌入两个岩石试块2的外侧端面，两个钢筋3分别夹在MTS试验机的上下夹口中，两个钢筋3在同一轴线上，避免夹持于MTS试验机上进行加载时带来附加应力。每个岩石试块2相对的两个侧面各与一个混凝土试块1粘结，共形成四个大小相同的粘结面，每个粘结面的面积占岩石试块2侧面面积的一半。在浇筑前可以对岩石试块2的粘结面进行预处理，制作出不同粗糙度的粘结面。岩石试块2与混凝土试块1粘结的粘结面的粗糙度不同。位移传感器LVDT端子5通过LVDT支架4固定在岩石试块2上且LVDT端子的头部抵住混凝土试块1表面，铝片6位于LVDT端子5头部与混凝土试块1表面之间。LVDT端子共有四个，每个粘结面旁安装一个，分别用于测量四个粘结面的剪切滑移。两个岩石试块2的内侧端面安装有长支架7，长支架7包括两部分，两部分长支架的一端分别安装在两个岩石试块2内侧端面上，两部分长支架的另一端固定夹式引伸计8，如图2所示。夹式引伸计8通过测量两个岩石试块2之间的相对位移，减去剪切滑移值即可获得混凝土试块未粘结段的延伸值，用于分析不同混凝土的延性变化规律。一种使用该装置的测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的方法，包括以下步骤：步骤一、对岩石试块的粘结面预处理，在每个岩石试块的外侧端面打孔，将钢筋插入孔中并用结构胶粘结固定；将岩石试块放入制作好的试模中，浇筑混凝土，养护至待测龄期；步骤二、在每个粘结面旁安装LVDT支架，在LVDT支架旁的混凝土表面粘贴铝片，在两个岩石试块内侧端面安装长支架，LVDT支架、铝片及长支架都可以使用胶水粘贴；步骤三、安装LVDT端子在LVDT支架上，将两根钢筋分别夹在MTS试验机的上下夹口中，调试LVDT和MTS试验机；步骤四、使用MTS试验机进行加载，基于试块的对称性及钢筋的同轴性，剪切荷载可以选择拉荷载、压荷载、拉压循环荷载及疲劳荷载等方式。根据岩石试块与混凝土试块的粘结面积、MTS试验机加载情况、LVDT测量结果及夹式引伸计测量结果进行分析，包括剪切强度-剪切位移关系分析、循环次数-疲劳寿命关系分析、荷载与混凝土延性关系分析；其中，剪切强度通过粘结面积与加载负荷值计算得：其中，τ为剪切强度，A为单个粘结面的面积，P为加载负荷值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，其特征在于，包括岩石试块、混凝土试块、钢筋、位移传感器、长支架及夹式引伸计，岩石试块、混凝土试块、钢筋均包含两个，两个钢筋分别嵌入两个岩石试块的外侧端面，两个钢筋分别夹在MTS试验机的上下夹口中，每个岩石试块相对的两个侧面各与一个混凝土试块粘结，位移传感器固定在岩石试块上且传感器头部接触混凝土试块表面，两个岩石试块的内侧端面安装有长支架，夹式引伸计安装在长支架上。/n

【技术特征摘要】
1.一种测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，其特征在于，包括岩石试块、混凝土试块、钢筋、位移传感器、长支架及夹式引伸计，岩石试块、混凝土试块、钢筋均包含两个，两个钢筋分别嵌入两个岩石试块的外侧端面，两个钢筋分别夹在MTS试验机的上下夹口中，每个岩石试块相对的两个侧面各与一个混凝土试块粘结，位移传感器固定在岩石试块上且传感器头部接触混凝土试块表面，两个岩石试块的内侧端面安装有长支架，夹式引伸计安装在长支架上。


2.根据权利要求1所述的测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，其特征在于，岩石试块与混凝土试块粘结的粘结面占岩石试块侧面的一半。


3.根据权利要求1或2任一所述的测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，其特征在于，岩石试块与混凝土试块粘结的粘结面的粗糙度不同。


4.根据权利要求1或2任一所述的测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，其特征在于，位移传感器采用LVDT端子，LVDT端子通过传感器支架固定在岩石试块表面，且LVDT端子的头部抵在混凝土表面。


5.根据权利要求4所述的测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，其特征在于，LVDT端子有四个，四个LVDT端子分别安装在四个粘结面旁。


6.根据权利要求4所述的测试岩石与混凝土粘结面动态抗剪性能的装置，其特征在于，还包括铝片，铝片位于LVDT端子与混凝土试块表面之间。


7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文强，刘福东，李良图，
申请(专利权)人：江苏禹治流域管理技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32