申请/专利权人：重庆大学

申请日：2019-11-28

公开（公告）日：2021-02-19

公开（公告）号：CN110987791B

主分类号：G01N19/04(20060101)

分类号：G01N19/04(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.19#授权;2020.05.05#实质审查的生效;2020.04.10#公开

摘要：本发明公开了一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法，涉及交界面材料性能测试技术领域。一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法，包括以下步骤：1预制出钢板半嵌入式三点弯曲梁试件和预制缝三点弯曲梁试件并分别安装到压力试验机上；2压力试验机分别对两个试件施压，数据采集部件对试验过程的数据进行采集；3根据采集的数据计算出钢板与混凝土交界面法向粘结刚度、法向粘结强度和法向极限张开位移，使用者根据计算出的参数评估钢板与混凝土交界面法向粘结性能。此外，本发明的试验机能以精确的加速度对试件施压，确保施压过程试件不会突然崩裂，提高了试验的成功率。

主权项：1.一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法，其特征在于：基于一种试验系统，该系统包括钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1和伺服型压力试验机，钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1设置在伺服型压力试验机的基座2和加载头3之间；所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1为水平设置的长方体混凝土块，钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1的内部设置有竖直的钢板101，钢板101的板面与钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1的长度方向垂直，钢板101位于钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1的中段；所述钢板101的一侧焊接有若干螺纹钢筋102；所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1的中段的侧面上设置有位移计103和两个应变片104，这个位移计103靠近钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1的侧面的上边缘，这两个应变片104靠近钢板101的上边缘；所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1中段的下表面设置有两个应变片104和两个用于固定夹式引伸计的刀口钢片105，这两个刀口钢片105在竖直方向的投影位于钢板101的两侧；所述试验方法包括以下步骤：1预制出尺寸相同的所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1和预制缝三点弯曲梁试件4；其中，所述预制缝三点弯曲梁试件4的中段设置有预制缝401、位移计103、应变片104和用于固定夹式引伸计的刀口钢片105；2在所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1的中段的下表面粘贴两个应变片104，并根据试验要求在钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1和预制缝三点弯曲梁试件4上标记出加载点；3当对所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1进行试验时，转入步骤4，当对预制缝三点弯曲梁试件4进行试验时，转入步骤7；4根据所述钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1上标记出的加载点将其准确放置于基座2和加载头3之间；5调整所述伺服型压力试验机的加载头3，确保加载头3位于试件中心正上方5mm处，启动采集箱，对所有采集通道进行平衡清零；6启动所述伺服型压力试验机，先控制伺服型压力试验机以加载速率为0.5mmmin的速度对钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1进行预加载至荷载值达到200N，再控制伺服型压力试验机按照加载速率为0.05mmmin的速度对钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1加载至开裂破坏；7根据所述预制缝三点弯曲梁试件4上标记出的加载点将其准确放置于基座2和加载头3之间；8调整所述伺服型压力试验机的加载头3，确保加载头3位于试件中心正上方5mm处，启动采集箱，对所有采集通道进行平衡清零；9启动所述伺服型压力试验机，先控制伺服型压力试验机以加载速率为0.5mmmin的速度对预制缝三点弯曲梁试件4进行预加载至荷载值达到200N，再控制伺服型压力试验机按照加载速率为0.05mmmin的速度对预制缝三点弯曲梁试件4加载至开裂破坏；10在加载过程中，所述伺服型压力试验机对试验荷载进行同步采集，位移计103对试件跨中挠度进行同步采集，刀口钢片105上的夹式引伸计对试件的裂缝张开口位移进行同步采集，应变片104对试件开裂区的应变数据进行同步采集；采集到的所有数据传输至上位机进行处理；11所述上位机分析出钢板半嵌入式三点弯曲梁试件1的荷载P-裂缝张开口位移CMOD的全曲线Ⅰ和荷载P-开裂区应变ε的全曲线Ⅱ，上位机分析出预制缝三点弯曲梁试件4的荷载P-裂缝张开口位移CMOD的全曲线Ⅲ和荷载P-开裂区应变ε的全曲线Ⅳ，根据分析出的全曲线计算出钢板与混凝土法向粘结参数，计算步骤如下：11-1在所述全曲线Ⅰ的初始线性段内找出三点CMOD1,P11,和利用式1计算其应力强度因子和 其中K为应力强度因子；P为外荷载值；S为试件的跨度；B为试件的宽度；D为试件的高度；α为缝高比，即α＝aD，a为裂缝长度，线性阶段的α等于初始裂缝长度a0，β为跨高比，即β＝SD； p4α＝1.9+0.41α+0.51α2-0.17α3p∞α＝1.99+0.83α-0.31α2+0.14α311-2在所述全曲线Ⅲ的初始线性段内找出CMOD1、CMOD2和CMOD3对应的三个点CMOD1,P10,和利用式1计算其应力强度因子和11-3将和代入式2，将和代入式2，将和代入式2，分别计算出粘结力应力强度因子和 11-4将粘结力应力强度因子和分别带入式3解出法向粘结刚度ki1,ki2和ki3，将ki1,ki2和ki3取平均得到交界面法向粘结刚度ki： 式中： 11-5确定交界面达到最大粘结应力所对应的临界法向张开位移后，利用式4求得交界面法向粘结强度 11-6使用所述全曲线Ⅰ确定交界面极限张开位移在全曲线Ⅲ中，曲线上升段中平台段的起点或转折点所对应裂缝张开口位移值即为交界面极限张开位移

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百度查询： 重庆大学 一种用于确定钢板与混凝土法向粘结参数的试验方法

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