[发明专利]一种混凝土试件双轴受压加载装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种混凝土试件双轴受压加载装置及其操作方法，该装置包括压力单元、液压油缸、反力单元、反力架、球铰、预应力固定螺栓、混凝土试件，所述反力架四个侧面设置有2个反力单元和两个液压油缸，所述反力架内侧壁设置有4个球铰，4个球铰分别与液压油缸和反力单元相连，所述反力架中间部分设置混凝土试件，通过反力架与混凝土试件中间的球铰来调整对不规则、不光滑的混凝土试件进行调平。本发明提供一种用于持荷‑环境耦合作用下混凝土试件双轴受压加载装置具有操作简单，结构灵活，能提供稳定、有效的持续荷载的特点，适合推广应用。

技术领域

本发明属于混凝土试件性能研究与测试技术领域，涉及一种混凝土试件双轴受压加载装置及其操作方法，具体地说，涉及一种用于持荷-环境耦合作用下混凝土试件双轴受压加载装置及测试方法。

背景技术

由于混凝土结构在取材、成本、维护方面的优势，一直在土建工程中占有主导地位,在重大土木工程(大型建筑工程、桥梁工程、水工与港工工程)中有着非常广泛的应用，随着我国基础设施建设的不断推进，有着大量已修建的混凝土基建工程和大量正在修建和未修建的混凝土基建工程，而混凝土的破坏大部分是由于多轴高压荷载与碳化、渗透、冻融、锈蚀等各种环境因素长时间共同作用影响的，因此，研究高压、双轴持荷-复杂环境耦合状态下混凝土试件的性能与试验方法是目前混凝土结构领域研究的热点与难点。

目前国内外高压持荷加载试验装置多为大型和超大型试验装备，体型庞大、价格昂贵，无法实现复杂、恶劣、不同环境下相关试件的耐久性、抗疲劳性、粘结性等性能的研究。中国专利申请公布号CN106841577A、申请公布日是2017年6月13号，名称为“可适于荷载-环境耦合作用下混凝土加载装置及方法”的发明申请专利中利用到了在荷载与环境耦合作用下混凝土构件的加载，该装置主要用于混凝土构件(大尺寸)的受力性能测试，与本发明专利所提及的混凝土试件(小尺寸)的受力性能测试有很大的不同。中国专利申请公布号CN211292318、申请公布日是2020年8月18号，名称为“用于混凝土双向受压试验的榫卯式加载板装置”，上述装置与目前国内的其他有关于混凝土压应力的加载装置都存在以下缺陷：体积庞大，结构安装复杂，移动不方便，所需实验受限于实验室，无法适应不同复杂环境，主要通过千斤顶加载，扳手拧螺帽等方式加载，不够精确，所施加荷载精度太小。

试验研究是理论研究深入的辅助手段，而试验技术决定了试验研究的准确性。可见，找到一种试验效果好、可靠度高、成本低能有效模拟真实混凝土试件受力状态下双轴高压持荷与复杂环境耦合的混凝土双轴加压装置和方法，对研究混凝土性能的不断研究至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种混凝土试件双轴受压加载装置及其操作方法，利用高精度板式双液压油缸-双反力单元系统与4个球铰的动态平衡工作模式来保持长时间、大荷载与环境因素共同作用影响下的持荷平衡，利用双液压油缸对混凝土试件施加双向压力，单向荷载可达200kN，实验时实时监控并调控所施加荷载的大小，装置小巧、可拆卸、便于移动用于恶劣复杂环境下的试验。

其技术方案如下：

一种混凝土试件双轴受压加载装置，包括压力单元、液压油缸、反力单元、反力架、球铰、预应力固定螺栓、混凝土试件，所述反力架四个侧面设置有2个反力单元和两个液压油缸，所述反力架内侧壁设置有4个球铰，4个球铰分别与液压油缸和反力单元相连，所述反力架中间部分设置混凝土试件，通过反力架与混凝土试件中间的球铰来调整由于混凝土试件表面不平整、不光滑引起的加压误差。

进一步，所述反力架的4个侧面分别对反力单元、液压油缸、预应力固定螺栓设置有预留孔。

进一步，所述液压油缸与反力单元分别穿过所述反力架预留孔，所述反力单元与液压油缸布置在同一条直线上。

进一步，所述每一个液压油缸与反力单元外部边缘均匀设置有12个预应力固定螺栓，所述每个预应力固定螺栓通过所述反力架上的预留孔将所述液压油缸与反力单元固定在反力架上。