[实用新型]一种混凝土断裂韧性测试试件及测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于混凝土测试领域，涉及混凝土断裂韧性测试，具体涉及一种混凝土断裂韧性测试试件及测试装置。

背景技术

混凝土断裂韧度是水利水电与交通工程混凝土结构抗裂防裂设计及裂缝评定中，分析混凝土抗裂能力和建筑物裂缝扩展稳定性的重要依据。要了解混凝土断裂机理，解决混凝土结构物的裂缝扩展问题，首先需要通过混凝土材料的断裂试验，正确测定混凝土断裂参数和了解混凝土失稳断裂前裂缝扩展过程与缝端附近区域的物理特性及其力学行为。目前混凝土断裂参数中常见的是双K断裂参数，即起裂断裂韧度和失稳断裂韧度。

现有的规范测量混凝土双K断裂参数一般是采用三点弯曲梁试和嵌入式测试验，在三点弯曲梁试验中，混凝土试件在浇筑时先制一条预置裂缝，试验机将荷载加载在压力传感器上通过垫板传递给混凝土试件，通过采集临界裂缝张口位移和最大荷载来计算临界有效裂缝长度的值，进而计算裂缝的起裂断裂韧度计算的解析表达式。但三点弯曲梁由于试件自重不可忽略，对断裂实验结果影响比较明显。

另一个就是楔入劈拉法，在立方试块上留有预制裂缝，利用物理学楔劈原理，在较小的竖向力作用下，产生较大的水平劈力，在切口尖端产生应力集中，可以看作是倒置的紧凑三点弯曲梁。为形成凹槽，需要在试块表面打磨清理并粘结钢板，传力装置复杂，而且锲形角对力的转化影响巨大，且竖向载荷的影响只能在有限范围内忽略。

另外，无论是三点弯曲法还是锲入劈裂法都需要配合引伸计来使用，因为需要人为夹粘引伸计，以及测量过程中引伸计的细微晃动和偏差会带来无法避免的位移误差从而影响测试结果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种竖直方向拉伸并且无需夹粘引伸计来测量的混凝土断裂韧性的装置，以及相应的测试试件，以提高混凝土断裂韧性测试结果的准确性和成功率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种混凝土断裂韧性测试试件，所述的测试试件为正方块状混凝土，测试试件一个侧面中间位置垂直加工有预制裂缝，预制裂缝的正上方和正下方对称加工有与预制裂缝平行的安装通孔。

一种测试如上测试试件断裂韧性的测试装置，包括带有拉伸铰支架的上工装、带有拉伸铰支架的下工装，上工装和下工装均包括一个加力板和垂直固结在加力板两侧的安装板，形成槽钢状开口的上工装和下工装，上工装和下工装的槽钢状开口的宽度与测试试件长度相同，使得测试试件能够嵌入上工装和下工装内；安装板上加工有与测试试件上的安装通孔对应的安装孔，加载销穿过安装孔和安装通孔将测试试件安装在上工装和下工装内。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的安装通孔的中心位置距离测试试件的两个垂直边缘的距离均为测试试件长度的1/5，安装通孔的直径为测试试件长度的1/5，预制裂缝的长度为测试试件长度的3/10，预制裂缝的宽度为测试试件长度的2/100。

所述的加载销的端部还设置有限位帽。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益技术效果：

本实用新型的测试试件和测试装置通过竖直方向拉伸并且无需夹粘引伸计来测量的混凝土断裂韧性，以提高混凝土断裂韧性测试结果的准确性和成功率。本实用新型测试时，拉伸过程中力的方向始终在一条竖直线上，没有分力带来的影响，且消除重力带来的误差；本实用型摒弃了引伸计的夹粘，使实验过程更加简洁，结果更加精确。本实用新型的可靠性强，便于携带，能节约大量人力，物力，适用于工程检测和科学研究。

附图说明

图1是本实用新型的测试装置的主剖视结构示意图。

图2是本实用新型的测试装置的右视结构示意图。

图3是本实用新型的测试试件的正视结构示意图。

图4是本实用新型的测试试件的左视结构示意图。

图5和图6是本实用新型测试过程中测试原理示意图。

图7是实施例的试件外部荷载与裂缝开口位移之间的关系曲线。

图中各个标号的含义为：1-测试试件，2-预制裂缝，3-安装通孔，4-拉伸铰支架，5-上工装，6-下工装，7-加力板，8-安装板，9-安装孔，10-加载销，11-限位帽。

以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例：