双线性劈裂法测定受拉本构关系和弹性模量的试验装置

摘要

本发明公开了一种双线性劈裂法测定受拉本构关系和弹性模量的试验装置，包括分列于矩形试件上下两侧的用于对矩形试件施加载荷的两个驼峰加载头以及固定于矩形试件中部稳定拉应力区域的应变传感器或位移传感器；本发明的双线性劈裂法测定受拉本构关系和弹性模量的试验装置，避免传统劈裂法因圆柱形或圆盘试件加工精度带来的测试偏差，能够获得稳定的拉应力区域并测定该区域拉应变，通过试验方法建立拉伸状态下的应力-应变关系，进而测定试件拉伸状态下的弹性模量，填补试验方法无法准确获取准脆性材料的受拉本构关系的空白。

说明书

技术领域

本发明公开了一种测定装置，尤其涉及一种用于测试混凝土或岩石等准脆性材料受拉本构关系和弹性模量的测定装置。

背景技术

通过试验方法测定混凝土、岩石等准脆性材料的抗拉强度有直接拉伸法、劈裂法(包含圆柱体劈裂法和巴西圆盘法)。当试件受到一对劈裂集中荷载作用后，依弹性力学原理在垂直于加载方向上产生均匀拉应力，通过构件被劈裂成两半时对应的荷载可换算为材料的抗拉强度；直接拉伸法由于对中偏差问题使得实测数据离散性很大，无法准确获得构件中的真实拉应力；劈裂法多采用圆柱或圆盘结构，圆盘的加工精度对试验结果影响很大；且圆盘中部垂直于加载方向上拉应力分布极不均匀，应力随至中心位置的距离的增大迅速衰减，一般只用于测定其抗拉极限强度，无法用来测定拉应力与应变的对应关系，也无法准确测定拉伸状态下的弹性模量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种双线性劈裂法测定受拉本构关系和弹性模量的试验装置，避免传统劈裂法因圆柱形或圆盘试件加工精度带来的测试偏差，能够获得稳定的拉应力区域并测定该区域拉应变，通过试验方法建立拉伸状态下的应力-应变关系，进而测定试件拉伸状态下的弹性模量。

本发明的双线性劈裂法测定受拉本构关系和弹性模量的试验装置，包括分列于矩形试件上下两侧用于对矩形试件施加载荷的两个驼峰加载头以及固定于矩形试件中部稳定拉应力区域的应变传感器或位移传感器。

进一步，两个驼峰加载头的驼峰正对设置。

进一步，还包括连接于两个驼峰加载头之间的定位螺杆；两驼峰加载头上对应定位螺杆设有连接耳。

进一步，所述驼峰加载头的驼峰面为波浪面结构。

进一步，所述定位螺杆沿驼峰加载头的两个驼峰的对称面设置。

进一步，所述驼峰加载头的两个驼峰之间的距离为0.36H，其中H为矩形试件沿加载方向的尺寸。

本发明的有益效果是：本发明的双线性劈裂法测定受拉本构关系和弹性模量的试验装置，避免传统劈裂法因圆柱形或圆盘试件加工精度带来的测试偏差，能够获得稳定的拉应力区域并测定该区域拉应变，通过试验方法建立拉伸状态下的应力-应变关系，进而测定试件拉伸状态下的弹性模量，填补试验方法无法准确获取准脆性材料的本构关系的空白。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图；图2为图1的左视图，如图所示：本实施例的双线性劈裂法测定受拉本构关系和弹性模量的试验装置，包括分列于矩形试件1上下两侧用于对矩形试件1施加载荷的两个驼峰加载头2以及固定于矩形试件1中部稳定拉应力区域的应变传感器5或位移传感器；通过两个驼峰加载头2对矩形试件1施加载荷，驼峰加载头2的驼峰面与矩形试件1接触，即在矩形试件1上产生两对集中力，通过调整两对集中力的间距使一定长度范围内的矩形试件1内部均处于较均匀的受拉状态形成稳定拉应力区域，可获得较准确的极限抗拉强度，避免传统劈裂法因圆柱形或圆盘试件加工精度带来的测试偏差，提高劈裂试验测试精度；驼峰加载头2驼峰尺寸依据现行单线劈裂规范尺寸选择，但双驼峰的间距及连接结构尺寸需根据试件大小进行设计，应变传感器5或位移传感器通过传感器座6固定于矩形试件1中部稳定拉应力区域的侧表面，可获得矩形试件1的拉应变，通过试验方法建立拉伸状态下的应力-应变关系，进而测定矩形试件1拉伸状态下的弹性模量。

本实施例中，两个驼峰加载头2的驼峰正对设置，能够产生相互平行对称的两处单线劈裂作用，使矩形试件1内部均处于较均匀的受拉状态。

本实施例中，还包括连接于两个驼峰加载头2之间的定位螺杆3；两驼峰加载头2上对应定位螺杆3设有连接耳4，确保两个驼峰加载头2在竖直高度上严格对齐，定位螺杆3为两个并分列于两个驼峰加载头2的两侧面，定位螺杆3通过螺纹固定于一个驼峰加载头2上的连接耳4并与另一驼峰加载头2上的连接耳4滑动配合。

本实施例中，所述驼峰加载头2的驼峰面为波浪面结构，能使驼峰加载头2的驼峰与矩形试件1之间以线接触，形成劈裂载荷。

本实施例中，所述定位螺杆3沿驼峰加载头2的两个驼峰的对称面设置，因此定位螺杆3到驼峰加载头2的两个驼峰之间的距离相等，利于定位螺杆3的受力平衡。

本实施例中，所述驼峰加载头2的两个驼峰之间的距离为0.36H，其中H为矩形试件1沿加载方向的尺寸；双线性劈裂法中的两组劈裂荷载作用下，试件半高处水平方向上劈裂荷载作用线处和两组劈裂荷载作用线中心位置产生的拉应力随间距的增大而减小，但两者的比值则随间距的增大呈现先增大后降低的趋势，当驼峰加载头2的两个驼峰之间的距离为0.36H时，两加载线之间0.25H长度范围内两者的比值接近于1.0，在此区段内即可直接测试拉伸应变。因此，适于测定拉应变的最佳间距为0.36H。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。