一種簡易巖石與混凝土膠結面剪切試驗裝置製造方法
2023-05-11 19:22:11 2
一種簡易巖石與混凝土膠結面剪切試驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種簡易巖石與混凝土膠結面剪切試驗方法及其裝置。將被檢測的巖石-混凝土膠結試件垂直設置,通過傳力螺杆在兩種介質膠結面處施以水平剪切力,由置於傳力螺杆的應變傳感器採集剪切過程中傳感器的最大應變;所述傳力螺杆和傳感器軸線在同一水平線上，傳感器底部具有與傳力螺杆貼合的弧面。本實用新型配合壓力機進行工作，通過壓力機施加軸向荷載，旋進傳力螺杆施加剪切荷載實現巖石與混凝土膠結面的剪切功能，操作簡單，使用方便。
【專利說明】一種簡易巖石與混凝土膠結面剪切試驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種材料試驗機的裝置，屬於巖石力學、巖土工程試驗與測試部分，特別是公開一種巖石與混凝土膠結面剪切試驗裝置，可用於測試兩種介質膠結面的抗剪斷強度。
【背景技術】
[0002]在樁基礎工程領域中，研究端承樁樁體與基巖巖面的摩擦特性對於樁基的設計具有重要的指導意義。混凝土樁體與巖體的膠結面的剪切破壞是一種常見的破壞形式。在現有的國家和部門規範中，大多只關注巖體本身的結構面抗剪斷強度，而沒有哪一部規範說明了巖石與混凝土膠結面的抗剪斷強度的試驗裝置與實施方法。因此，在現有的技術條件下，大部分需要研究巖石與混凝土膠結面的抗剪斷強度試驗都是在巖石直剪儀上完成的。
[0003]同濟大學曾提出一種混凝土與基巖膠結面抗剪強度的現場大型直剪試驗裝置，該裝置主要是用於現場測定懸索橋的錨碇與基巖的摩擦係數，但對於水下的樁基礎，該裝置就沒法實施剪切操作，而且現場試驗裝置存在結構複雜，操作困難，測試周期長，測試數據不穩定等缺陷，因而有必要用室內的直接剪切試驗對現場的試驗結果進行驗證。四川大學、河海大學等科研機構也提出過一些配合壓力試驗機進行剪切試驗的簡易裝置，但這些裝置主要還是針對巖體結構面進行剪切試驗，而且裝置構造複雜，數據測量不夠精確，無法進行巖石與混凝土膠結面的剪切試驗。
[0004]鑑於室內巖石與混凝土膠結面的抗剪斷強度對於實際工程具有重要的指導意義，特別是膠結面巖體的粗糙程度、基巖類型、混凝土強度等級等對膠結面的抗剪斷強度影響較大，現行試驗規程和國家或部門規範對此類試驗尚無明確規定，因此提出巖石與混凝土抗剪斷強度的試驗裝置。
實用新型內容
[0005]鑑於現有技術的以上缺點，本實用新型的目的在於提供一種簡單易行的巖石與混凝土膠結面剪切試驗方法和裝置，解決在沒有巖石直剪儀的情況下，採用壓力機和本簡易裝置共同工作進行剪切試驗的技術問題。
[0006]本實用新型具體的實現方案是這樣的:
[0007]—種簡易巖石與混凝土膠結面剪切試驗裝置，包括底座夾具、傳力螺杆機構、傳感器機構；所述底座夾具由裝置底座I和設置在裝置底座上的試件夾持孔槽9組成；傳力螺杆3通過連接板2固定在傳力螺杆3上；由四個應變片Rl、R2、R3、R4組成的-應變花10沿徑向設置在傳力螺杆3上；應變花10的幾何中心與傳力螺杆3軸線重合。
[0008]所述應變片呈易於與傳力螺杆3外表貼合的圓弧形。
[0009]採用本實用新型的方法和裝置，通過和壓力機配合工作，實現了在沒有巖石剪切儀的條件下完成巖石與混凝土抗剪斷的目的。通過傳力螺杆和傳感器的軸線對中能實現剪切荷載均勻施加；通過傳感器把剪切荷載施加在巖石與混凝土的理論膠結面上，實現了剪切破壞沿著膠結面發生；通過採集傳感器的應變換算成具體的剪切荷載的大小，能夠精確計算膠結面上的破壞剪切荷載。
[0010]本實用新型裝置外觀構造簡易，加工簡單，整個裝置各部分的功能清晰，試驗操作簡單；數據測量通過應變儀採集應變再換算成荷載，所測數據準確、誤差小，具有很高的可靠度。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0011]圖1是本實用新型試驗裝置實驗時的局部剖視圖。
[0012]圖2是本實用新型試驗裝置的立面圖。
[0013]圖3是圖2的俯視圖。
[0014]圖4是傳感器的構造圖。
[0015]圖5是傳感器4上的應變片接線圖
[0016]圖中:1_裝置底座；2_連接板；3_傳力螺杆；4_傳感器；5_傳力螺杆螺孔；6-試件中的巖石；7_試件中的混凝土 ；8_巖石與混凝土的理論膠結面；9_底座孔槽；10_應變花，11-傳力螺杆端頭；R1、R2、R3、R4為應變片的布置位置及接線圖。
【具體實施方式】
[0017]結合圖2和圖3，簡易簡易剪切試驗裝置包括:裝置底座1、連接板2、傳力螺杆3、傳感器4、傳力螺杆螺孔5、底座孔槽9、應變花10。
[0018]裝置底座I米用一塊169mmX IOOmmX47mm實體鋼材,在其右端開Φ49.8mm底座孔槽9用於固定試件。左端和連接板2焊接，焊縫打磨拋光。連接板在正中距板頂50mm處為中心開M16螺栓孔5，傳力螺杆3穿過螺栓孔5後與傳感器4對中施加剪切荷載。
[0019]傳感器4是這套裝置的主要量測部件，採用Q245鋼製成，外形呈圓形，左端開Φ 16mm X Imm對中孔與傳力螺杆對中，傳力螺杆端頭11磨成Φ 50mm圓弧以實現傳感器與試件的外緣無縫對接。傳感器外表應打磨拋光，在傳感器正中的最上端和最下端對稱的貼一對90°應變花，其布置圖如圖4所示，應變片的接線圖如圖5所示。
[0020]傳感器上的應變片測出的是應變，應將應變換算成力，也即剪切荷載，因此需對傳感器進行標定，找出應變ε與剪切荷載Q的理論關係式。由於剪切荷載很小，在傳感器材料的彈性應變範圍內，則Q?ε成線性關係，通過標定找出Q與ε的比例係數K。在實際測定過程中，通過靜態應變測試系統採集膠結面破壞時傳感器的最大應變ε，則剪切荷載就是Q = K* ε。
[0021]在試驗過程中，將試件製成標徑50mm,高度100mm,理論膠結面在正中的圓柱形試件；將製備好的試件含巖石一端放入裝置底座，採用一臺通用的材料壓力試驗機對試件混凝土端施加特定的軸向荷載；將傳感器、傳力螺杆、試件依次按附圖1連接好，緩慢擰進左端傳力螺杆施加剪切荷載，直至試件沿著巖石與混凝土的膠結面剪切破壞。
[0022]此簡易裝置在某航道升級工程巖石與混凝土抗剪斷試驗中取得了良好的效果。
【權利要求】
1.一種簡易巖石與混凝土膠結面剪切試驗裝置，包括底座夾具、傳力螺杆機構、傳感器機構；所述底座夾具由裝置底座(I)和設置在裝置底座上的試件夾持孔槽(9)組成；傳力螺杆(3)通過連接板(2)固定在傳力螺杆(3)上；由四個應變片R1、R2、R3、R4組成的-應變花(10)沿徑向設置在傳力螺杆(3)上；應變花(10)的幾何中心與傳力螺杆3軸線重合。
2.根據權利要求1所述的簡易巖石與混凝土膠結面剪切試驗裝置，其特徵在於:所述應變片呈易於與傳力螺杆(3)外表貼合的圓弧形。
【文檔編號】G01N19/04GK203616239SQ201320780524
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】崔凱, 薛愛, 黃邦文, 黃輝, 李歡歡, 楊燁 申請人:西南交通大學