一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置及試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置及試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 新老混凝土之間的自然黏結(jié)是保證新老混凝土整體工作的基礎(chǔ)，正是由于這種黏 結(jié)作用，才使得新混凝土與老混凝土能共同工作，共同承擔(dān)荷載。然而新混凝土與老混凝土 的完全黏結(jié)只在一定的受力階段內(nèi)存在，當(dāng)某段新混凝土加固層橫截面上的剪應(yīng)力超過界 面的黏結(jié)強度后，該段界面就會出現(xiàn)剝離和剪切破壞。在界面承受剪應(yīng)力的過程中，新混凝 土與老混凝土之間會產(chǎn)生一定的相對滑移。這種滑移不是自由滑移，而是受到老混凝土的 黏結(jié)以及界面摩阻力的約束，是一種黏結(jié)滑移。顯然，新老混凝土結(jié)合面的黏結(jié)滑移關(guān)系是 采用理論或數(shù)值計算分析其受力變形性能的基礎(chǔ)，但目前這方面的研宄還相對較少。因此， 通過合理的試驗裝置，研宄新混凝土和老混凝土之間的相對滑移，對受荷后的承載能力，破 壞形態(tài)，變形與受力性能等進行分析和探討，從而建立合理的黏結(jié)滑移本構(gòu)模型是很有必 要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明對上述問題進行了改進，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是新老混凝土結(jié)合面 的黏結(jié)滑移關(guān)系是采用理論或數(shù)值計算分析其受力變形性能的基礎(chǔ)，而目前尚未有相關(guān)實 驗設(shè)備來研宄新混凝土和老混凝土之間的相對滑移，對受荷后的承載能力，破壞形態(tài)，變形 與受力性能等進行分析和探討。
[0004] 本發(fā)明的具體實施方案是：一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置，包括 下部為老混凝土上部為新澆混凝土的新老混凝土黏結(jié)試件，其特征在于：所述試驗裝置包 括： 一用于使新老混凝土黏結(jié)試件老混凝土緊固于地面的試件固定裝置，扣置于試件老混 凝土上表面的幾字形定位支架，以及設(shè)置于試件前側(cè)用于防止試件老混凝土部分受到推力 滑動的縱向擋板，所述定位支架下端及擋板下端通過地錨螺栓固定于地面上，所述擋板高 度不高于試件老混凝土部分高度； 一用于向新老混凝土黏結(jié)試件中新澆混凝土部分進行加載推力的加載裝置，所述加載 裝置包括液壓千斤頂，液壓千斤頂施加推力一端連接有一加載端板，用于對新老混凝土黏 結(jié)試件中的新混凝土施加推力從而使得新老混凝土交錯運動，在黏結(jié)面上產(chǎn)生剪應(yīng)力； 用于向新老混凝土黏結(jié)試件中新澆混凝土部分進行加載推力數(shù)據(jù)采集裝置；所述數(shù)據(jù) 采集裝置包括設(shè)置于試件新混凝土部分加載端與自由端處設(shè)置千分表、用于感應(yīng)液壓千斤 頂?shù)牧鞲衅鳌?br>[0005] 進一步的，所述試件固定裝置還包括置于試件底部的底板，所述底板固定于地面 上。
[0006] 進一步的，所述力傳感器經(jīng)線路與中控電腦相連接。
[0007] 進一步的，所述新老混凝土黏結(jié)試件呈矩形狀，且下部老混凝土部分長度比上部 新饒混凝土長。
[0008] 本發(fā)明第二
【發(fā)明內(nèi)容】
為：一種用于測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗方法，包 括如權(quán)利要求1或4所述的一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置，包括以下步驟： 所述新老混凝土黏結(jié)滑移性能測試方法是基于對于試驗裝置所測得應(yīng)變和位移進行推算 及處理的過程，其具體實現(xiàn)過程如下： 步驟一：將試件老混凝土部分通過定位支架固定并在老混凝土前側(cè)固定擋板，在新混 凝土兩側(cè)靠近黏結(jié)面處，沿加載方向交錯布置應(yīng)變片，以測定沿黏結(jié)長度方向混凝土的變 形；在加載端與自由端處分別安裝千分表，以便測量加載端和自由端的滑移量； 步驟二：先固定老混凝土，在新混凝土的一側(cè)采用液壓千斤頂加載至破壞，測出破壞荷 載Pu。再以破壞荷載Pu的10%為增量對新混凝土逐級施加荷載P，使得新老混凝土交錯運 動，在黏結(jié)面上產(chǎn)生剪應(yīng)力；試驗時的荷載值和滑移值分別通過力傳感器與位移傳感器輸 入電腦，并用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行實時采集，以便對試驗加載進行控制； 步驟三：黏結(jié)面的剪應(yīng)力可近似以名義剪應(yīng)力表示，即/』，其中Z^max為極 限荷載，J為黏結(jié)面的面積；通過加載端、自由端架設(shè)千分表以及加載端上的荷載傳感器， 可以準(zhǔn)確得到試件的剪應(yīng)力-滑移)全曲線，從開始加載直至破壞，由試件的加載 端滑移與自由端滑移，分別得到剪應(yīng)力-加載端滑移曲線和剪應(yīng)力-自由端滑移 (?-心）曲線； 步驟四：設(shè)界面上黏結(jié)應(yīng)力T沿黏結(jié)長度即加載方向傳遞，其中垂直于平面方向為新 混凝土高h，由微段dx上力的平衡關(guān)系：
【主權(quán)項】
1. 一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置，包括下部為老混凝土上部為新澆 混凝土的新老混凝土黏結(jié)試件，其特征在于：所述試驗裝置包括 一用于使新老混凝土黏結(jié)試件老混凝土緊固于地面的試件固定裝置，扣置于試件老混 凝土上表面的幾字形定位支架，以及設(shè)置于試件前側(cè)用于防止試件老混凝土部分受到推力 滑動的縱向擋板，所述定位支架下端及擋板下端通過地錨螺栓固定于地面上，所述擋板高 度不高于試件老混凝土部分高度； 一用于向新老混凝土黏結(jié)試件中新澆混凝土部分進行加載推力的加載裝置，所述加載 裝置包括液壓千斤頂，液壓千斤頂施加推力一端連接有一加載端板，用于對新老混凝土黏 結(jié)試件中的新混凝土施加推力從而使得新老混凝土交錯運動，在黏結(jié)面上產(chǎn)生剪應(yīng)力； 用于向新老混凝土黏結(jié)試件中新澆混凝土部分進行加載推力數(shù)據(jù)采集裝置；所述數(shù)據(jù) 采集裝置包括設(shè)置于試件新混凝土部分加載端與自由端處設(shè)置千分表、用于感應(yīng)液壓千斤 頂?shù)牧鞲衅鳌?br>2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置，所述試件固 定裝置還包括置于試件底部的底板，所述底板固定于地面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置，所述力傳感 器經(jīng)線路與中控電腦相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置，所述新老混 凝土黏結(jié)試件呈矩形狀，且下部老混凝土部分長度比上部新澆混凝土長。
5. -種用于測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗方法，包括如權(quán)利要求1所述的一種 測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置，其特征在于，所述新老混凝土黏結(jié)滑移性能測 試方法是基于對于試驗裝置所測得應(yīng)變和位移進行推算及處理的過程，其具體實現(xiàn)過程如 下： 步驟一：將試件老混凝土部分通過定位支架固定并在老混凝土前側(cè)固定擋板，在新混 凝土兩側(cè)靠近黏結(jié)面處，沿加載方向交錯布置應(yīng)變片，以測定沿黏結(jié)長度方向混凝土的變 形；在加載端與自由端處分別安裝千分表，以便測量加載端和自由端的滑移量； 步驟二：先固定老混凝土，在新混凝土的一側(cè)采用液壓千斤頂加載至破壞，測出破壞荷 載Pu，再以破壞荷載Pu的10%為增量對新混凝土逐級施加荷載P，使得新老混凝土交錯運 動，在黏結(jié)面上產(chǎn)生剪應(yīng)力；試驗時的荷載值和滑移值分別通過力傳感器與位移傳感器輸 入電腦，并用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行實時采集，以便對試驗加載進行控制； 步驟三：黏結(jié)面的剪應(yīng)力可近似以名義剪應(yīng)力表示，即:r= I/J，其中Aax為極限荷 載，J為黏結(jié)面的面積；通過加載端、自由端架設(shè)千分表以及加載端上的荷載傳感器，可以 準(zhǔn)確得到試件的剪應(yīng)力-滑移（)全曲線，從開始加載直至破壞，由試件的加載端滑移 與自由端滑移，分別得到剪應(yīng)力-加載端滑移（？-4 )曲線和剪應(yīng)力-自由端滑移& )曲線； 步驟四：設(shè)界面上黏結(jié)應(yīng)力f沿黏結(jié)長度即加載方向傳遞，其中垂直于平面方向為新 混凝土高h，由微段dX上力的平衡關(guān)系： τ ?Σ-b= ?σ-h-h (1) 即
式中4為試件寬，A為試件高；Ee為混凝土彈性模量，σ為橫截面上正應(yīng)力； 設(shè)2個相鄰應(yīng)變測點與自由端的距離為Xi和，相應(yīng)的應(yīng)變值分別為?和6?，則這2 點間黏結(jié)應(yīng)力τ由下式計算：
步驟五：由位移傳感器可測得試件自由端的滑移慫，則在黏結(jié)長度上任一點的滑移可 表示為：
式中，&為自由端滑移值，Z為距自由端的距離； 由于無法連續(xù)測得試件的應(yīng)變，因此式中的積分可近似用不連續(xù)的應(yīng)變測試值(離散 數(shù)值）之和代替，即：
這樣由黏結(jié)應(yīng)力τ與滑移可以得到沿黏結(jié)長度方向上各點新老混凝土的黏結(jié)滑移 關(guān)系，g卩·C-S關(guān)系曲線。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測試新老混凝土黏結(jié)滑移性能的試驗裝置及試驗方法，包括試件固定裝置、加載裝置、數(shù)據(jù)采集裝置；所述試件固定裝置包括底板、地錨螺栓、擋板以及定位支架，用于試驗時固定新老混凝土黏結(jié)試件并保證其自身不發(fā)生移動；所述加載裝置包括加載端板、液壓千斤頂，用于對新老混凝土黏結(jié)試件中的新混凝土施加推力從而使得新老混凝土交錯運動，在黏結(jié)面上產(chǎn)生剪應(yīng)力；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括千分表、力傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及中控電腦；本發(fā)明系統(tǒng)采用的是推出式剪切試驗裝置，儀器操作簡單，即可測得黏結(jié)試件在兩端的剪應(yīng)力-滑移全曲線，又可以得到沿黏結(jié)長度方向上各點的黏結(jié)滑移關(guān)系，因此，可以在新老混凝土黏結(jié)性能的研究中廣泛使用。
【IPC分類】G01N19-04
【公開號】CN104729988
【申請?zhí)枴緾N201410597297
【發(fā)明人】陳 峰, 鄭建嵐
【申請人】福建江夏學(xué)院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年10月30日