混凝土及巖石強度原位測試方法及測試儀的製作方法

2023-10-17 20:00:49 1

專利名稱：混凝土及巖石強度原位測試方法及測試儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土及巖石強度測試方法及其儀器，特別是一種能夠在混凝土及巖石原始工作位置量測其強度的測試方法及儀器。適合現場原位測試混凝土及巖石的強度。
現有的混凝土及巖石強度測試方法是在現場隨混凝土施工用模具製做試件或在混凝土、巖石原始工作位置切取試塊，加工成標準試件，在壓力機上測試其強度。現有壓力機具有兩個承壓板，只有將試件從混凝土體或巖體取出才能測試其強度，無法在原位測試。施工現場製作試件法，因試件養護條件與混凝土本身養護條件不同造成兩者強度差別，加之由受檢單位在現場製做試件容易造成人為的強度差別，因而試件不能真實全面反映結構物混凝土強度。切取試件法，因試件運輸過程中易損壞，加之環境改變造成強度變化，測試強度與其真實強度誤差較大。為了克服上述缺點，人們在現場用超聲波法、拔出法及點荷載法測試混凝土及巖石強度。超聲波法是根據原位混凝土、巖石超聲波參數與標準試件超聲波參數對照確定混凝土或巖石強度。拔出法是在噴射混凝土上打孔安裝錨杆，測試出噴射混凝土拔拉強度，然後與標準試塊上的拔拉強度對照，確定噴射混凝土強度。點荷載法是在原體巖石或混凝土上取芯，同時在標準試件上取芯，分別測試點荷強度和標準試件強度，然後將原體混凝土或巖石的點荷載強度換算成標準試件強度。上述方法均屬間接法，因標準試件的材質、養護條件、測試條件與實際混凝土存在差異，加之換算的近似性，測試結果誤差較大。
本發明的任務是提供一種混凝土及巖石強度原位測試的方法及儀器。以此在現場方便準確的測出混凝土及巖石的原位強度。
本發明的任務是以如下方式完成的。混凝土及巖石強度原位測試方法是在欲測試的混凝土體或巖體(1)上製做底面與母體相連的試件(3)，試件的深度與測試要求的標準試件高度相等，過深用快硬水泥充填。試件平面尺寸與測試要求的標準試件平面尺寸相等或略大，平面形狀相同。試件表面(4)用機械磨光、磨平或用快硬水泥漿抹光、抹平。在試件兩側鑽兩孔(5)，並安裝帶有絲扣(7)的錨杆(6)。待錨杆達設計錨固力時，將混凝土及巖石原位測試儀與試件對中貼緊安裝在試件外側。用液壓泵(21)加壓，在電子數顯表(23)上直接讀出試件強度。
混凝土及巖石強度測試儀包括有液壓千斤頂(9)、承壓板(14)、支承杆(16)、液壓泵(21)、電子數顯表(23)。液壓千斤頂(9)一端加工成或安裝表面磨光的平面壓頭(8)，其平面尺寸形狀與測試要求的標準試件的平面尺寸形狀相同。千斤頂另一端加工成或安裝球面鉸支座的一側面(12)。千斤頂中外部裝有兩端帶條形孔(11)的託架(10)。千斤頂靠近球面鉸側有油管接頭(13)。承壓板(14)一面中部帶有與千斤頂一端面(12)相配合的球面鉸支座的另一側面(24)。承壓板兩端帶有條形孔(15)。兩端帶有絲扣(17)、(18)的支承杆穿過承壓板(14)和千斤頂託架(10)的條形孔(15)、(11)與錨杆(6)及承壓板外側的螺母(19)絲扣連結，將千斤頂與承壓板通過球鉸(12)、(24)連結，並固定在試件外側面上。液壓油泵(21)通過軟管(20)與千斤頂油管接頭(13)連結。液壓油泵上裝有液壓電子傳感器(22)，電子傳感器上連接直讀強度值的數顯表(23)。
使用上述方法和儀器可直接在現場任選位置測試混凝土或巖石原位強度。與上述的現場製做混凝土試件實驗室測試強度的方法相比，測試簡單，避免了環境不同及運輸造成的誤差，使測試狀態與混凝土和巖石的工作狀況更為相近，消除了試件與實際混凝土養護條件不同造成的誤差，同時避免了試件另外製做造成的人為強度變化。與上述的拔出法、點荷載法及超聲波法這些間接法相比，避免了因試件的材質、養護條件、測試條件與實際測試物不同造成的誤差，亦避免了上述方法因需大量試驗才能找出測試參數之間的近似關係進行強度換算造成的誤差，還避免了因混凝土材質的非均質性及含水量的大小導致其物理力學性能差異造成的誤差。總之，本發明的方法及儀器使用方便、測試結果準確。
利用本發明的方法及儀器可測試混凝土及巖石的強度，使用空心千斤頂亦可測試錨杆的錨固力，為地下工程混凝土支護及錨噴支護施工質量檢測及現場勘探巖石強度，調整支護設計參數提供了有效的手段。
以下將結合附圖
對發明作進一步詳細說明。
附圖是本發明的一種具體測試方法及測試儀結構示意圖。參照附圖，混凝土及巖石強度原位測試方法是在混凝土體或巖體1上，按標準試件平面尺寸或略大於標準試件平面尺寸標記試件位置。用鑽、鋸或空心圓鑽在試件周邊開鑿槽2，槽深與標準試件高度相同，過深用快硬水泥漿填至設計要求，形成試件3。亦可在混凝土施工中預留試件，即將無底試模固定在巖壁上，然後施工混凝土，取出試模，形成試件。試件形狀可以是正方形，亦可是圓柱形。將試件表面4用機械磨光磨平或用水泥漿抹光抹平。在試件3兩側鑽兩個錨孔5，錨入一端帶有絲扣7的錨杆6。待抹平、充填水泥達混凝土或巖石強度，錨杆錨固力達到設計要求時，將支承杆16與錨杆6通過絲扣18、7連結。支承杆16穿過千斤頂託架10上的條形孔11，將千斤頂架設在其上，使平面壓頭8的外表面與試件表面4對中切緊。將承壓板14套入支承杆16，使其端面24與千斤頂端面12鉸接切緊，將螺母19擰在支承杆16的絲扣17上，並擰緊。將手動液油泵21用液壓軟管20同千斤頂上的油管接頭13連結。將液壓電子傳感器22安裝在油泵21上。電子數顯表23與電子傳感器22用電線25相連。打開數顯表23電源開關，回零，關閉油泵21回油閥，手動加壓至試件破壞或達到設計要求，讀取數顯表上數據，即為試件強度值。對於混凝土，測試完畢後，清理試件處殘渣，用高於原混凝土標號的膨脹砂漿或水泥漿填平破壞處。
混凝土及巖石強度原位測試儀具體結構為液壓千斤頂9一端加工成或安裝磨光的平面壓頭8，其平面尺寸、形狀與測試要求的標準試件的平面尺寸、形狀相同。千斤頂9另一端加工成或安裝球面鉸支座的一側面12。千斤頂9的中外部裝有兩端帶條形孔11的託架10，千斤頂9靠近球面鉸側有油管接頭13。承壓板14一面中部帶有與千斤頂球面鉸支座側面12相配合的球面鉸支座的另一側面24。承壓板14兩端帶有條形孔15。兩端帶有絲扣18、17的支承杆16，穿過承壓板14和千斤頂託架10的條形孔15、11，與錨杆絲扣7及承壓板外側螺母19連結，將千斤頂9與承壓板14通過球面鉸支座12、24連結，同時將千斤頂9、承壓板14固定在試件外側面上。手動液壓泵21通過液壓軟管20與千斤頂油管接頭13連結。液壓泵上帶有液壓電子傳感器22，電子數顯儀23由電線25與電子傳感器22連結。
上述錨杆可用粘結式錨杆，亦可用機械式錨杆，最為經濟的是用可回收錨杆。
上述的錨杆與支承杆可合二為一。上述的手動液壓泵亦可用電動液壓泵。上述的液壓電子傳感器和電子數顯表可用液壓機械錶取代。上述千斤頂可用錨杆拉力機的空心千斤頂取代，平面壓頭及球面鉸支座可單獨加工，使用時組裝在一起，既可測試巖石、混凝土強度，亦可測試錨杆錨固力。
權利要求
1．一種混凝土及巖石強度原位測試方法，其特徵是在欲測試的混凝土體或巖體(1)上製做底面與母體相連的試件(3)，試件的深度與測試要求的標準試件高度相等，過深用快硬水泥充填；試件平面尺寸與測試要求的標準試件平面尺寸相等或略大，平面形狀相同；試件表面(4)用機械磨光、磨平或用快硬水泥漿抹光、抹平；在試件兩側鑽兩孔(5)，並安裝帶有絲扣(7)的錨杆(6)；待錨杆達設計錨固力時，將混凝土及巖石原位測試儀與試件對中貼緊安裝在試件外側；用液壓泵(21)加壓，在電子數顯表(23)上直接讀出試件強度。
2．一種混凝土及巖石強度原位測試儀，其特徵是包括有液壓千斤頂(9)、承壓板(14)、支承杆(16)、液壓泵(21)、電子數顯表(23)；液壓千斤頂(9)一端加工成或安裝表面磨光的平面壓頭(8)，其平面尺寸形狀與測試要求的標準試件的平面尺寸形狀相同；千斤頂另一端加工成或安裝球面鉸支座的一側面(12)；千斤頂中外部裝有兩端帶條形孔(11)的託架(10)；千斤頂靠近球面鉸側有油管接頭(13)；承壓板(14)一面中部帶有與千斤頂一端面(12)相配合的球面鉸支座的另一側面(24)；承壓板兩端帶有條形孔(15)；兩端帶有絲扣(17)、(18)的支承杆穿過承壓板(14)和千斤頂託架(10)的條形孔(15)、(11)與錨杆(6)及承壓板外側的螺母(19)絲扣連結，將千斤頂與承壓板通過球鉸(12)、(24)連結，並固定在試件外側面上；液壓油泵(21)通過軟管(20)與千斤頂油管接頭(13)連結；液壓油泵上裝有液壓電子傳感器(22)，電子傳感器上連接直讀強度值的數顯表(23)。
3．如權力要求1、2所述的混凝土及巖石強度原位測試方法及測試儀，其特徵是試件(3)形狀可以是立方體亦可是圓柱體。
4．如權力要求1所述混凝土及巖石強度原位測試方法，其特徵是試件(3)製做方法是用鑽、鋸、空心圓鑽切槽製成或在混凝土施工中預留即將無底試模固定在巖壁上，施工混凝土，取出試模，形成試件。
全文摘要
本發明涉及一種混凝土及巖石強度原位測試方法及測試儀,適合現場測試混凝土及巖石原位強度。測試儀包括有液壓千斤頂、承壓板、支承杆、液壓泵、數顯表。測試方法是先在欲測巖體或混凝土體上製做底面與母體相連的試件,在試件兩側打入兩根錨杆,將測試儀與試件對中貼緊安裝在試件外側,用液壓泵加載,在數顯表上直讀強度數值。該方法和儀器使用簡便、測試結果準確。
文檔編號G01N3/10GK1296170SQ9911590
公開日2001年5月23日 申請日期1999年11月16日 優先權日1999年11月16日
發明者王曉利 申請人:王曉利