[发明专利]一种钢-砼接触界面力学特性测试装置及其方法

权利要求书

1.一种钢-砼接触界面力学特性测试装置，其特征在于：包括水平设置、且相互平行的至少两条导轨（11）；所述导轨（11）上安放底座（16），所述导轨（11）的两端分别安装有固定刚性挡板（5）和可动刚性挡板（10）；所述固定刚性挡板（5）与可动刚性挡板（10）的一个板面面向底座（16），所述固定刚性挡板（5）与导轨（11）的相对位置固定不变，所述可动刚性挡板（10）和底座（16）能够在外力作用下沿导轨（11）滑动；

所述底座（16）具有一个水平上端面（3）；试验时，所述上端面（3）承载被测试样（15）；所述被测试样（15）包括待测钢板（8）、混凝土块Ⅰ（17）和混凝土块Ⅱ（18），所述待测钢板（8）垂直放置在底座（16）的上端面（3），所述待测钢板（8）的两个板面分别面向固定刚性挡板（5）和可动刚性挡板（10），所述待测钢板（8）的两个板面分别与混凝土块Ⅰ（17）和混凝土块Ⅱ（18）黏结；所述混凝土块Ⅰ（17）面向固定刚性挡板（5）的侧面与刚性盖板Ⅰ（6）接触，所述混凝土块Ⅱ（18）面向可动刚性挡板（10）的侧面与刚性盖板Ⅱ（9）接触；试验时，所述刚性盖板Ⅰ（6）与固定刚性挡板（5）之间安装有连接件Ⅰ（4），所述刚性盖板Ⅱ（9）与可动刚性挡板（10）之间安装有连接件Ⅱ（13）；

所述导轨（11）的一侧具有水平加载及测量装置（1）；试验时，所述水平加载及测量装置（1）的伸缩端与所述待测钢板（8）连接，所述水平加载及测量装置（1）对待测钢板（8）施加垂直于导轨（11）方向的推力或拉力；

所述可动刚性挡板（10）背向被测试样（15）的板面与伺服液压加载装置（12）的压头连接；试验时，所述伺服液压加载装置（12）对可动刚性挡板（10）施加平行于导轨（11）方向的推力。

2.根据权利要求1所述的钢-砼接触界面力学特性测试装置，其特征在于：所述底座（16）的上端面（3）连接侧限装置Ⅰ（2）和侧限装置Ⅱ（7）；所述侧限装置Ⅰ（2）和侧限装置Ⅱ（7）限制被测试样（15）沿垂直于导轨（11）方向的移动。

3.一种采用权利要求1或2所述钢-砼接触界面力学特性测试装置进行等法向刚度试验的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

1）将试验用钢板按要求的尺寸切割成矩形待测钢板（15），所述待测钢板（15）具有两个板面、上下两个端面和左右两个端面；将所述待测钢板（15）的下端面搁置在所述底座（16）的上表面（3），并使得所述待测钢板（15）的两个板面与导轨（11）垂直；所述待测钢板的左端面与水平加载装置（1）的伸缩端连接；

2）在所述待测钢板（15）的两侧设置模具盒并浇筑混凝土，经养护后，使得所述待测钢板的两个板面分别与混凝土块Ⅰ（17）和混凝土块Ⅱ（18）黏结；所述混凝土块Ⅰ（17）的内侧与待测钢板（15）黏结、外侧与刚性盖板Ⅰ（6）接触；所述混凝土块Ⅱ（18）的内侧与待测钢板（15）黏结、外侧与刚性盖板Ⅱ（9）接触；

3）在所述上表面（3）安装限制混凝土块Ⅰ和混凝土块Ⅱ沿垂直于导轨（11）方向移动的侧限装置Ⅰ（2）和侧限装置Ⅱ（7）；

4）在刚性盖板Ⅰ（6）和固定刚性挡板（5）之间安装连接件Ⅰ（4），在刚性盖板Ⅱ（9）和可动刚性挡板（10）之间安装连接件Ⅱ（13）；所述连接件Ⅰ（4）和连接件Ⅱ（13）为弹簧；

5）启动伺服液压加载装置（12），使其对可动刚性挡板（10）施加预设的载荷；之后，将伺服液压加载装置锁死，使得可动刚性挡板（10）的位置固定；

6）启动水平加载装置（1），使其对待测钢板（8）施加垂直于导轨（11）方向的推力；使得待测钢板（8）与两侧混凝土接触的界面发生剪切破坏；

7）通过水平加载装置（1）对待测钢板（8）施加与步骤6）所述推力方向相反的拉力，使待测钢板沿步骤6）的移动路径回到初始位置；

8）通过水平加载装置（1）对待测钢板（8）施加与步骤6）所述推力相同方向的推力，使待测钢板回到步骤6）终止时的位置；

9）重复步骤7）～8），直至待测钢板（8）与混凝土接触界面的剪切强度趋于稳定后结束操作。