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原文传递混凝土约束应力和形变应力测量装置及测量方法

专利名称：	混凝土约束应力和形变应力测量装置及测量方法
摘要：	本发明提出一种混凝土约束应力和形变应力测量装置及测量方法。所述测量装置包括：约束系统，其包括约束系统本体和约束系统底盘；所述约束系统本体为空心柱体结构，其与约束系统底盘连接形成空腔；其还包括固定挡板和约束拉杆；所述约束拉杆通过设置于约束系统本体上的定位孔定位，其一端穿过定位孔伸入约束系统本体内约束混凝土膨胀和形变，一端连接于固定挡板上；测量系统，其包括应变计拉杆和/或设置于约束系统本体的应变片；其还包括应变仪；所述应变计、应变片均与应变仪连接进行数据传输。所述测量装置及测量方法可精确测量约束态混凝土的约束应力和在环境因素耦合作用下混凝土发生形变的大小。本方法成本低廉，简单易行，从而更加实用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国建筑材料科学研究总院有限公司
发明人：	高志浩;王玲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910311601.7
公开号：	CN109975120A
代理机构：	北京鼎佳达知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王伟锋;刘铁生
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100024 北京市朝阳区管庄东里1号
主权项：	1.一种混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，其包括：约束系统，包括约束系统本体和约束系统底盘；所述的约束系统本体为空心柱体结构，其与所述的约束系统底盘连接形成空腔；其还包括固定挡板和约束拉杆；所述的约束拉杆通过设置于约束系统本体上的内外贯穿的定位孔定位，其一端穿过定位孔伸入约束系统本体内用于约束混凝土的膨胀和形变，另一端连接于所述的固定挡板上；测量系统，其包括应变计拉杆和/或设置于约束系统本体的应变片；所述的应变计拉杆是将应变计设置于约束拉杆上；其还包括应变仪；所述的应变计和/或应变片均与应变仪连接进行数据传输。 2.根据权利要求1所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，所述的约束系统本体的横截面的形状为圆形、正四边形、正六边形或正八边形的任意一种。 3.根据权利要求1所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，所述的约束系统底盘上设置有定位螺孔；所述的约束系统本体上设置有固定螺孔；所述的定位螺孔和固定螺孔通过螺栓连接。 4.根据权利要求1所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，所述的固定挡板为组合式结构，其包括若干挡片，所述的挡片依次连接后组成的形状为空心柱体结构，其横截面的形状为圆形、正四边形、正六边形或正八边形中的任意一种。 5.根据权利要求1所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，所述的固定挡板上设置有固定孔用于固定所述的约束拉杆；所述的约束拉杆通过固定螺母固定连接在所述的固定挡板上。 6.根据权利要求5所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，所述的约束拉杆的数量为多个；所述的应变计拉杆的数量为多个；所述的定位孔和固定孔的数量相同，且所述的定位孔与固定孔的位置相适应；所述的定位孔和固定孔的数量与约束拉杆和应变计拉杆的总和的数量相等。 7.根据权利要求1所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，所述的应变片为电阻应变片，其粘贴于所述的约束系统本体的内侧或者外侧；和/或，所述的应变片的粘贴方向包括环向和轴向；和/或，所述的应变片数量为0片至16片；和/或，所述的应变片通过胶水粘贴；所述的胶水选自502，环氧树脂AB胶，瞬干胶201、202、401、402、403、406、411、414、415、416、442、443、460、480、495、496、498，安特固，HY-303金属胶水，M-610，CC33A，氰基丙烯酸乙酯的任意一种。 8.根据权利要求1所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置，其特征在于，所述的应变片表面覆盖防水涂层；所述的防水涂层选自沥青类防水涂料、溶剂型涂料、水乳型及反应型高分子涂料、塑料型改性沥青、金属橡胶涂层、丙烯酸改性环氧、环氧树脂或硅橡胶中的任意一种。 9.一种根据权利要求1-8任一项所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置测量混凝土约束应力的方法，其特征在于，其包括以下步骤： 1)待测试件制备： A、将混凝土灌浆于混凝土约束应力和形变应力测量装置内，静置一天使混凝土成型为混凝土试块； B、将约束系统底盘拆除，形成试验面；将所述的混凝土试块放入养护室进行标准养护28天； C、将经过标准养护的混凝土试块烘干至恒重，得待测试件； 2)环境试验箱中模拟试验： D、将待测试件分为两组，第一组待测试件以保鲜膜包裹；第二组待测试件按照将与约束系统底盘接触的面向下的方向放入水槽中； E、按标准规定的模拟试验要求对第二组待测试件进行预处理； F、将第一组待测试件放入环境试验槽中，不拆除保鲜膜；将第二组待测试件按模拟试验的正常试验标准执行； G、启动环境试验箱进行混凝土试块性能检测； 3)应变数据收集及数据处理： H、在启动环境试验箱的同时，启动应变仪实时监测并记录各应变计和应变片所采集的应变数据；环向应变片采集的数据为环向应变，计为εθ；第一组待测试件于时刻t的环向应变计为εθt1；第二组待测试件于时刻t的环向应变，计为εθt2；轴向应变片采集的数据为轴向应变，计为εz；第一组待测试件于时刻t的轴向应变计为εzt1；第二组待测试件于时刻t的轴向应变，计为εzt2；应变计采集的数据为收缩约束应变，计为εR；待测试件于时刻t的收缩约束应变计为εRt； I、在时刻t第二组待测试件的应变与时刻t第一组待测试件的应变之差，即为时刻t测量装置对混凝土试块的膨胀约束应变；时刻t的环向约束应变εθt＝εθt2-εθt1；时刻t的轴向约束应变εzt＝εzt2-εzt1； J、按下述的公式分别计算待测试件的环向约束应力、轴向约束应力和收缩约束应力；时刻t的环向约束应力按下述公式计算：时刻t的轴向约束应力按下述公式计算：时刻t的形变应力按下述公式计算： σRt＝εRt×E；其中，上述公式中的E表示材料弹性模量，μ表示材料泊松比；所述的材料指设置应变计和/或应变片的约束系统的材料。 10.一种根据权利要求1-6任一项所述的混凝土约束应力和形变应力测量装置测量混凝土形变应力的方法，其特征在于，其包括以下步骤： 1)待测试件制备： A、将混凝土灌浆于混凝土约束应力和形变应力测量装置内，静置一天使混凝土成型为混凝土试块； B、将约束系统底盘拆除，形成试验面；将所述的混凝土试块放入养护室进行标准养护28天； C、将经过标准养护的混凝土试块烘干至恒重，得待测试件； 2)混凝土补偿试件制备：将应变计拉杆3预埋在混凝土中，并将混凝土养护成长龄期混凝土试块，得混凝土补偿试件； 3)应变测量：将应变计拉杆3以1/4桥带补偿方式接入应变仪，其中，预埋于混凝土补偿试件中的应变计拉杆3的导线连接于应变仪的补偿端；启动应变仪实时监测并记录各应变计的应变数据εR随时间的变化； 4)数据处理：按公式σR＝εR×E计算混凝土的收缩应力，其中E表示材料弹性模量；所述的材料指设置应变计的约束系统的材料。
所属类别：	发明专利