一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，包括底座、反力架、豎向加載裝置和橫向加載裝置，所述反力架設置在底座中部，所述反力架的兩側對稱設有橫向加載裝置，所述反力架的橫梁上向下設有豎向加載裝置，所述豎向加載裝置底部與承壓裝置連接，所述承壓裝置包括上承壓裝置和下承壓裝置，所述上承壓裝置和下承壓裝置之間中心位置設有半球形支撐，所述上承壓裝置和下承壓裝置通過安裝在下承壓裝置頂面四個角上的導向桿連接，所述導向桿穿過上承壓裝置，且在上承壓裝置的上方部分套裝有彈簧，所述彈簧頂部設有壓板，所述壓板通過擰緊在導向桿上的螺母固定。本實用新型能夠同時對試樣加載圍壓荷載和豎向荷載，能夠實現不同圍壓荷載下試樣的最大抗壓強度。
【專利說明】
一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于建筑材料（主要是混凝土以及混凝土復合材料為主)檢測技術領 域，具體涉及一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟的快速發展，土木工程行業也在高速的發展著。越來越多的材料被 用于土木工程中，伴隨著越來越多的材料及結構形式的出現，更加推動了土木工程行業的 發展。混凝土結構作為當代土木和水利工程中應用最多的結構類型，已廣泛應用于水利工 程、民用建筑、道路與橋梁、海工與港口、核電站與軍事防護等工程。在混凝土結構中，給予 混凝以橫向的圍壓，來加強混凝土豎向抗壓強度的結構逐漸應用廣泛。例如，一種新型的復 合材料輪胎-土就是利用輪胎來對內部填料進行橫向的約束，提供圍壓，來提高該復合單元 體的抗壓強度。這些材料都涉及到一個圍壓的問題，即：在提供一定的圍壓的情況下，該材 料的豎向抗壓強度能提高多少，能提高到什么程度。有很多的結構都是利用橫向的圍壓，來 提高該結構或材料的豎向抗壓強度的，所以該裝置的實用新型是很有必要的。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型為了解決上述問題，提出了一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試 驗裝置，本實用新型能夠同時對試樣加載圍壓荷載和豎向荷載，能夠實現不同圍壓荷載下 試樣的最大抗壓強度。
[0004] 為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0005] -種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，包括底座、反力架、豎向加載裝 置和橫向加載裝置，所述反力架設置在底座中部，所述反力架的兩側對稱設有橫向加載裝 置，所述反力架的橫梁上向下設有豎向加載裝置，所述豎向加載裝置底部與承壓裝置連接， 所述承壓裝置包括上承壓裝置和下承壓裝置，所述上承壓裝置和下承壓裝置之間中心位置 設有半球形支撐，所述上承壓裝置和下承壓裝置通過安裝在下承壓裝置頂面四個角上的導 向桿連接，所述導向桿穿過上承壓裝置，且在上承壓裝置的上方部分套裝有彈簧，所述彈簧 頂部設有壓板，所述壓板通過擰緊在導向桿上的螺母固定。
[0006] 所述橫向加載裝置包括第一立柱、升降裝置和圍壓加載裝置，所述第一立柱的一 個立面上設有能夠升降的升降裝置，所述升降裝置上水平設有圍壓加載裝置。
[0007] 所述升降裝置包括導軌，滑塊、承重臺和豎向驅動裝置，所述導軌上裝有能夠沿導 軌上下滑動的滑塊，所述滑塊上固定有承重臺，所述承重臺下方設有豎向驅動裝置。
[0008] 所述承重臺的橫截面呈L型。
[0009] 所述圍壓加載裝置包括圍壓傳感器、圍壓驅動裝置、圍壓連接桿和圍壓加載板，所 述圍壓傳感器的一端固定在升降裝置上，另一端與圍壓驅動裝置的一端連接，所述圍壓驅 動裝置的另一端與圍壓連接桿的一端連接，所述圍壓連接桿的另一端固定有圍壓加載板， 所述圍壓傳感器、圍壓驅動裝置和圍壓連接桿同軸。
[0010] 所述圍壓加載板為圓弧型半圓形板。
[0011] 所述豎向加載裝置包括頂壓驅動裝置、頂壓傳感器和平衡底板，所述頂壓傳感器 固定在反力架上，所述頂壓驅動裝置的頂部與頂壓傳感器連接，底部與承壓裝置連接，所述 承壓裝置的下方設有平衡底板。
[0012] 所述反力架由兩個豎直平行設置的第二立柱和連接兩個第二立柱頂端的橫梁組 成，所述橫梁底面的中心向下設有頂壓驅動裝置。
[0013] 所述豎向驅動裝置、圍壓驅動裝置和頂壓驅動裝置為氣缸、液壓缸或者千斤頂。
[0014] 本實用新型的有益效果為：
[0015] (1)本實用新型能夠同時對試樣加載圍壓荷載和豎向荷載，能夠實現不同圍壓荷 載下試樣的最大抗壓強度；
[0016] (2)本實用新型結構簡單，設計合理，能夠提供準確的實驗數據。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型整體結構示意圖；
[0018] 圖2為本實用新型橫向加載裝置示意圖；
[0019] 圖3為本實用新型豎向加載裝置示意圖；
[0020] 圖4為本實用新型承壓裝置示意圖；
[0021] 其中，1、底座，2、豎向加載裝置，3、橫向加載裝置，4、第一立柱，5、導軌，6、滑塊，7、 承重臺，8、微壓傳感器，9、圍壓驅動裝置，10、圍壓連接桿，11、圍壓加載板，12、豎向驅動裝 置，13、第二立柱，14、橫梁，15、頂壓驅動裝置，16、承壓裝置，17、平衡底板，161、上承壓裝 置，162、下承壓裝置，163、導向桿，164、彈簧，165、半球形支撐。
【具體實施方式】：
[0022] 下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0023] 如圖1所示，一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，包括底座1、反力 架、豎向加載裝置2和橫向加載裝置3，所述反力架設置在底座1中部，所述反力架的兩側對 稱設有橫向加載裝置3。所述反力架由兩個豎直平行設置的第二立柱13和連接兩個第二立 柱13頂端的橫梁14組成，所述橫梁14底面的中心向下設有頂壓驅動裝置15,所述反力架的 橫梁14上向下設有豎向加載裝置2,所述豎向加載裝置2底部與承壓裝置16連接，兩個橫向 加載裝置3對稱設置能夠對底座1起一定的平衡作用，使整臺設備中重心位于底座1的中心， 豎向加載裝置2用于對試樣施加豎直方向的荷載;橫向加載裝置3有兩個，分別設置在豎向 加載裝置2的兩側，并呈對稱設置，對試樣的兩側施加荷載，形成試樣的圍壓。
[0024] 如圖2所示，所述橫向加載裝置3包括第一立柱4、升降裝置和圍壓加載裝置，所述 第一立柱4的一個立面上設有能夠升降的升降裝置，所述升降裝置上水平設有圍壓加載裝 置。所述升降裝置包括導軌5,滑塊6、承重臺7和豎向驅動裝置12,所述導軌5上裝有能夠沿 導軌5上下滑動的滑塊6,所述滑塊6上固定有承重臺7,所述承重臺7下方設有豎向驅動裝置 12。所述承重臺7的橫截面呈L型。所述圍壓加載裝置包括圍壓傳感器8、圍壓驅動裝置9、圍 壓連接桿10和圍壓加載板11，所述圍壓傳感器8的一端固定在升降裝置上，另一端與圍壓驅 動裝置9的一端連接，所述圍壓驅動裝置9的另一端與圍壓連接桿10的一端連接，所述圍壓 連接桿10的另一端固定有圍壓加載板11，所述圍壓傳感器8、圍壓驅動裝置9和圍壓連接桿 10同軸。所述圍壓加載板11為圓弧型半圓形板。具體的，在使用過程中，啟動豎向驅動裝置 12,使安裝在滑塊6上的稱重臺沿導軌5運動，實現圍壓加載裝置的升降，用以調整圍壓加載 裝置的上下位置，調整完圍壓加載裝置的上下位置后，啟動圍壓驅動裝置9,使圍壓加載板 11對試樣進行圍壓加載，當圍壓傳感器8到達設定荷載時，使圍壓驅動裝置9停止加載。
[0025] 如圖3所示，所述豎向加載裝置2包括頂壓驅動裝置15、頂壓傳感器和平衡底板17， 所述頂壓傳感器固定在反力架上，所述頂壓驅動裝置15的頂部與頂壓傳感器連接，底部與 承壓裝置16連接，所述承壓裝置16的下方設有平衡底板17。平衡底板17位于底座1的上表 面，位置在承壓裝置16的正下方，如圖4所示，所述承壓裝置16包括上承壓裝置161和下承壓 裝置162,所述上承壓裝置161和下承壓裝置162之間中心位置設有半球形支撐165,所述上 承壓裝置161和下承壓裝置162通過安裝在下承壓裝置162頂面四個角上的導向桿163連接， 所述導向桿163穿過上承壓裝置161，且在上承壓裝置161的上方部分套裝有彈簧164,所述 彈簧164頂部設有壓板，所述壓板通過擰緊在導向桿163上的螺母固定。選定圍壓荷載值后， 啟動頂壓驅動裝置15對試樣進行豎直方向加載荷載，直至試樣被破壞，記錄試樣破壞時的 最大值。
[0026] 所述豎向驅動裝置12、圍壓驅動裝置9和頂壓驅動裝置15為氣缸、液壓缸或者千斤 頂，本實施例中采用千斤頂，能夠對試樣提供較大的荷載。
[0027] 使用一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置及方法的試驗方法，包括以 下步驟：
[0028] (1)檢查試驗裝置各部件的完整性和靈活性，確保試驗裝置能夠正常運行；
[0029] (2)調整豎向驅動裝置12,使承重臺7上下運動，直至圍壓加載板11與試樣高度對 應，并調整圍壓驅動裝置9,向試樣施加設定的橫向荷載；
[0030] (3)保持試樣的橫向荷載不變，調整頂壓驅動裝置15對試樣施加豎向荷載，當試樣 破壞時記錄最大豎向荷載；
[0031 ] (4)更換試樣，改變橫向荷載數值，重復步驟(2)~(3);
[0032] (5)繪制莫爾圓，并繪制出莫爾圓的切線，得到試樣的C值和V值。
[0033] 上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領 域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍以內。
【主權項】
1. 一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:包括底座、反力架、豎 向加載裝置和橫向加載裝置，所述反力架設置在底座中部，所述反力架的兩側對稱設有橫 向加載裝置，所述反力架的橫梁上向下設有豎向加載裝置，所述豎向加載裝置底部與承壓 裝置連接，所述承壓裝置包括上承壓裝置和下承壓裝置，所述上承壓裝置和下承壓裝置之 間中心位置設有半球形支撐，所述上承壓裝置和下承壓裝置通過安裝在下承壓裝置頂面四 個角上的導向桿連接，所述導向桿穿過上承壓裝置，且在上承壓裝置的上方部分套裝有彈 簧，所述彈簧頂部設有壓板，所述壓板通過擰緊在導向桿上的螺母固定。2. 如權利要求1所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:所 述橫向加載裝置包括第一立柱、升降裝置和圍壓加載裝置，所述第一立柱的一個立面上設 有能夠升降的升降裝置，所述升降裝置上水平設有圍壓加載裝置。3. 如權利要求2所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:所 述升降裝置包括導軌，滑塊、承重臺和豎向驅動裝置，所述導軌上裝有能夠沿導軌上下滑動 的滑塊，所述滑塊上固定有承重臺，所述承重臺下方設有豎向驅動裝置。4. 如權利要求3所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:所 述承重臺的橫截面呈L型。5. 如權利要求2所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:所 述圍壓加載裝置包括圍壓傳感器、圍壓驅動裝置、圍壓連接桿和圍壓加載板，所述圍壓傳感 器的一端固定在升降裝置上，另一端與圍壓驅動裝置的一端連接，所述圍壓驅動裝置的另 一端與圍壓連接桿的一端連接，所述圍壓連接桿的另一端固定有圍壓加載板，所述圍壓傳 感器、圍壓驅動裝置和圍壓連接桿同軸。6. 如權利要求5所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:所 述圍壓加載板為圓弧型半圓形板。7. 如權利要求1所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:所 述豎向加載裝置包括頂壓驅動裝置、頂壓傳感器和平衡底板，所述頂壓傳感器固定在反力 架上，所述頂壓驅動裝置的頂部與頂壓傳感器連接，底部與承壓裝置連接，所述承壓裝置的 下方設有平衡底板。8. 如權利要求7所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征是:所 述反力架由兩個豎直平行設置的第二立柱和連接兩個第二立柱頂端的橫梁組成，所述橫梁 底面的中心向下設有頂壓驅動裝置。9. 如權利要求3、5或7所述的一種測量建筑材料在圍壓下抗壓強度的試驗裝置，其特征 是:所述豎向驅動裝置、圍壓驅動裝置和頂壓驅動裝置為氣缸、液壓缸或者千斤頂。
【文檔編號】G01N3/12GK205506574SQ201620339796
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】馬源, 王珂, 孫潤生, 李信, 王學成, 張宏博
【申請人】山東大學