專利名稱：一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測量混凝土試件在三軸中兩軸 承受壓力，另一軸承受拉力的情況下的機械強度的加載測試裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城鄉(xiāng)均在進行大規(guī)模建設(shè)。建筑施工中會用到砌塊、混凝土 等材料。而這些材料也將最終影響建筑的質(zhì)量?，F(xiàn)經(jīng)常發(fā)生建筑物因施工質(zhì)量問題出現(xiàn)裂 縫、墻體脫落、傾斜甚至倒塌。為了避免事后的“豆腐渣”工程的出現(xiàn)，在施工前或施工過程 中對砌塊、混凝土等材料進行檢測是非常重要的，可以較大程度提高工程施工質(zhì)量。實際工程中的混凝土結(jié)構(gòu)大多處于多軸應(yīng)力狀態(tài)，但目前國際上還沒有混凝土多 軸試驗的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致對混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論均是按單軸應(yīng)力狀態(tài)設(shè)計的，說明理論 研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工程實際發(fā)展的需要，其中最重要的原因是作為基礎(chǔ)研究的試驗方法還 停留在混凝土單軸應(yīng)力狀態(tài)的試驗研究，還沒有有效的多軸和/或復(fù)合(拉-壓)應(yīng)力狀 態(tài)的混凝土力學(xué)性能試驗方法。另外，砌塊、混凝土等材料在建筑物中受壓破壞的情況是最常見的，現(xiàn)行的測試方 式通常直接將試件放入壓力機中，單軸向施加壓力，通過讀取壓力機的內(nèi)部液體壓力來間 接的得到作用于試件的壓力有效荷載值。但是，液壓油由油泵和增壓器的升壓，經(jīng)導(dǎo)油管和 閥門時有油壓損失，各處的油壓并非常值，而且還需要扣除加載活塞和油缸壁之間以及密 封圈等處的摩阻力。因此液壓缸的最終油壓所產(chǎn)生的推動力并不完全是施加于試件上的壓 力有效荷載值，用量測液壓的方法來確定施加在試件上的荷載，并非是理想方案。再有，砌塊、混凝土等材料在建筑物中受拉力的情況雖不多，但其破壞的危害性 大，而目前還沒有對其進行測試的方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混 凝土試件在三軸中兩軸承受壓力，另一軸承受拉力的情況下的機械強度，可以直接測量施 加于試件上的拉力與壓力有效荷載值。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件11在三軸中兩 軸承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機械強度，包括一組拉力加載機構(gòu)、兩組壓力加 載機構(gòu)與液壓控制機構(gòu)；混凝土試件11位于正交布置的拉力加載機構(gòu)與壓力加載機構(gòu)的 中心；所述拉力加載機構(gòu)包括平行布置的拉力承載框架與拉力過渡桿架，拉力油缸 71、兩個拉力加載頭12、拉力荷載傳感器81 ；兩個拉力加載頭12膠接于混凝土試件11承受 拉力的軸向相對兩面，拉力油缸71設(shè)于拉力承載框架與拉力過渡桿架間，通過與一個拉力 加載頭12連接的拉力過渡桿架向該拉力加載頭12施加拉力；另一拉力加載頭12與拉力承載框架連接有拉力荷載傳感器81 ；所述每一組壓力加載機構(gòu)包括壓力承載框架、壓力油缸72、兩個壓力加載頭9、 壓力荷載傳感器82 ；混凝土試件11的承受拉力的軸向的一個側(cè)面與壓力承載框架間由內(nèi) 向外設(shè)有加載頭9與壓力傳感器82 ；另一個側(cè)面與壓力承載框架由內(nèi)向外設(shè)有加載頭9與 加壓油缸72 ；液壓控制機構(gòu)連接一個拉力油缸71與兩個壓力油缸72向三油缸施加壓力。所述的拉力加載機構(gòu)還包括球鉸拉力加載頭10，球鉸拉力加載頭10連接于拉力 過渡桿架與拉力加載頭12間。所述的拉力加載機構(gòu)還包括拉力墊板51，連接于拉力荷載傳感器81與拉力承載 框架間。所述的拉力承載框架包括油缸側(cè)承載板1、傳感器側(cè)承載板31與兩組拉力絲杠 3，相互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。所述的拉力過渡桿架包括兩塊過渡承載板2、兩組過渡絲杠4，相互通過螺紋連 接構(gòu)成矩形框架。所述的每一組壓力加載機構(gòu)還包括壓力墊板52，設(shè)于壓力荷載傳感器82與壓力 承載框架間。所述的每一組壓力加載機構(gòu)還包括過渡板6，設(shè)于壓力油缸72與壓力承載框架 間。所述的壓力承載框架包括兩塊承載板21與兩組壓力絲杠23，相互通過螺紋連接 構(gòu)成矩形框架。所述的一組拉力加載機構(gòu)與兩組壓力加載機構(gòu)中其中兩組加載機構(gòu)自由放置于 工作臺或機架導(dǎo)軌上。從本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例提供的混凝土三軸兩 壓一拉的加載測試裝置，可以用于測量混凝土試件在三軸中兩軸承受壓力，另一軸承受拉 力的情況下的機械強度，可以直接測量施加于試件上的拉力與壓力有效荷載值。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他附圖。圖1為本實用新型實施例提供的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的結(jié)構(gòu)俯 視圖的示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的結(jié)構(gòu)主 視圖的示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置的液壓控 制機構(gòu)示意圖。圖4為試件受力示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實 施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步地詳細(xì)描述。實施例一如圖1與圖2所示一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件11三軸中兩軸 承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機械強度，其結(jié)構(gòu)具體包括一組拉力加載機構(gòu)、兩 組壓力加載機構(gòu)與液壓控制機構(gòu)；混凝土試件11位于正交布置的拉力加載機構(gòu)與壓力加 載機構(gòu)的中心；上述的拉力加載機構(gòu)均包括平行布置的拉力承載框架與拉力過渡桿架，拉力油 缸71、兩個拉力加載頭12、拉力荷載傳感器81 ；兩個拉力加載頭12膠接于混凝土試件11承 受拉力的軸向相對兩面，要求膠接的強度大于混凝土試件11本身的強度，用于向混凝土試 件11施拉力，拉力承載框架包括油缸側(cè)承載板1、傳感器側(cè)承載板31與兩組拉力絲杠3， 相互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。拉力過渡桿架包括兩塊過渡承載板2、兩組過渡絲杠4， 相互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。具體的結(jié)構(gòu)是在油缸側(cè)承載板1設(shè)有兩個直徑大于過渡 絲杠4的通孔，兩組過渡絲杠4分別穿過兩通孔與兩塊過渡承載板2通過螺紋連接構(gòu)成矩 形框架。拉力油缸71設(shè)于拉力承載框架與拉力過渡桿架間，具體設(shè)于油缸側(cè)承載板1外側(cè) 與過渡承載板2間，拉力油缸71伸出，使拉力承載框架內(nèi)側(cè)的過渡承載板2有向外移動的 趨勢，產(chǎn)生拉力，進而向與內(nèi)側(cè)的過渡承載板2通過螺栓連接一個拉力加載頭12施加拉力； 另一拉力加載頭12與傳感器側(cè)承載板31通過螺栓連接有拉力荷載傳感器81 ；液壓控制機 構(gòu)連接拉力油缸71向油缸施加壓力。拉力荷載傳感器81的讀數(shù)即為施加在混凝土試件11 上的拉力凈荷載值，沒有液壓損失。一個優(yōu)選的實施例是，所述的拉力加載機構(gòu)還包括球鉸拉力加載頭10，球鉸拉 力加載頭10與內(nèi)側(cè)的過渡承載板2通過球鉸連接，再與拉力加載頭12通過螺栓連接。可 以消除拉力過渡桿架與混凝土試件11或拉力加載頭12間的角度差。另外，所述的拉力加載機構(gòu)還可包括起到連接和調(diào)整尺寸作用的拉力墊板51， 通過螺栓連接于拉力荷載傳感器81與拉力承載框架間。上述的每一組壓力加載機構(gòu)包括壓力承載框架、壓力油缸72、兩個壓力加載頭 9、壓力荷載傳感器82 ；壓力承載框架包括兩塊承載板21與兩組壓力絲杠23，相互通過螺紋 連接構(gòu)成矩形框架?；炷猎嚰?1的承受拉力的軸向的一個側(cè)面與壓力承載框架間由內(nèi) 向外設(shè)有加載頭9與壓力傳感器82 ；另一個側(cè)面與壓力承載框架由內(nèi)向外設(shè)有加載頭9與 加壓油缸72 ；具體為，壓力油缸72設(shè)于壓力承載框架的承載板21與一個壓力加載頭9間， 壓力荷載傳感器82設(shè)于壓力承載框架的承載板21與另一個壓力加載頭9間；液壓控制機 構(gòu)連接壓力油缸72向油缸施加壓力。壓力荷載傳感器82的讀數(shù)即為施加在混凝土試件11 上的壓力凈荷載值，沒有液壓損失。[0036]所述的每一組壓力加載機構(gòu)還包括起到連接和調(diào)整尺寸作用的壓力墊板52，設(shè) 于壓力荷載傳感器82與壓力承載框架的承載板21間。墊板52與承載板21固定連接，壓 力荷載傳感器82固定于墊板52上。所述的每一組壓力加載機構(gòu)還包括起到連接和傳力作用的過渡板6，設(shè)于壓力 油缸72與壓力承載框架的承載板21間。過渡板6與承載板21固定連接，壓力油缸72固 定于過渡板6上。通常，壓力加載頭9與拉力加載頭12與混凝土試件11接觸面的尺寸均會略小于 混凝土試件11的尺寸；如混凝土試件11采用尺寸為IOOmmX IOOmmX 100mm，則壓力加載頭 9與拉力加載頭12與混凝土試件11接觸面的尺寸會選取95mmX95mm。所述的一組拉力加載機構(gòu)與兩組壓力加載機構(gòu)中其中兩組加載機構(gòu)自由放置于 工作臺或機架導(dǎo)軌上。另一組加載機構(gòu)的絲杠為垂直方向，絲杠固定在上方的承載板(可 以為設(shè)備的門架)和下方的承載板(可以為設(shè)備的地面基座)之間。這樣便于試件的安裝 和調(diào)位，也使試件三端面均勻受力，避免機械限制產(chǎn)生強制應(yīng)力。每個方向的承載框架(加 載機構(gòu))的水平度(或垂直度)為0. 02mm，能夠保證對中效果良好。本例中所示為一組拉力加載機構(gòu)(X方向)與一組壓力加載機構(gòu)(Y方向)自由放 置于工作臺或機架導(dǎo)軌上，而另一組壓力加載機構(gòu)(Z方向)垂直設(shè)置，壓力加載機構(gòu)的壓 力絲杠23固定在上方的承載板21 (可以為設(shè)備的門架)和下方的承載板21 (可以為設(shè)備 的地面基座)之間。當(dāng)然也可以是兩組壓力加載機構(gòu)(X方向與Y方向)自由放置于工作臺或機架導(dǎo) 軌上，另一組拉力加載機構(gòu)(Z方向)垂直設(shè)置。拉力加載機構(gòu)的拉力絲杠3固定在上方的 油缸側(cè)承載板1(可以為設(shè)備的門架)和下方的傳感器側(cè)承載板31 (可以為設(shè)備的地面基 座)之間。如圖3所示以一個液壓油缸的液壓控制機構(gòu)為例，液壓控制機構(gòu)由液壓源、加壓泵、液壓油 缸、伺服閥、伺服閥驅(qū)動器、伺服控制器組成。液壓缸的壓力油是由液壓源經(jīng)加壓泵供給的， 伺服控制器通過伺服閥驅(qū)動器控制伺服閥工作，進而控制液壓油缸。每個液壓缸與液壓源 的一個加壓泵連接。每個軸上的壓力可根據(jù)荷載傳感器檢測到的經(jīng)處理后由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 顯示的數(shù)據(jù)進行調(diào)解，這樣可實現(xiàn)所要求的壓力比。如圖4所示所述裝置工作時，X、Y、Z方向可以按設(shè)置同時分別施加兩方向拉力與一方向壓力， 通過四個拉力加載頭12對混凝土試件11施加拉力。通過兩個壓力加載頭9對混凝土試件 11施加壓力。施加拉力或壓力可通過液壓控制機構(gòu)控制。圖中只表示了 X方向與Y方向受 拉，Z方向受壓的情況，其它情況的圖略?？梢?，所述裝置可以用于測量混凝土試件11在三軸中兩軸承受拉力，另一軸承受 壓力的情況下的機械強度，能直接測量施加于試件上的拉力或壓力有效荷載值。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該 以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件(11)在三軸中兩 軸承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機械強度，其特征在于，包括一組拉力加載機構(gòu)、 兩組壓力加載機構(gòu)與液壓控制機構(gòu)；混凝土試件(11)位于正交布置的拉力加載機構(gòu)與壓 力加載機構(gòu)的中心；所述拉力加載機構(gòu)包括平行布置的拉力承載框架與拉力過渡桿架，拉力油缸(71)、 兩個拉力加載頭(12)、拉力荷載傳感器(81)；兩個拉力加載頭(1 膠接于混凝土試件 (11)承受拉力的軸向相對兩面，拉力油缸(71)設(shè)于拉力承載框架與拉力過渡桿架間，通過 與一個拉力加載頭(1 連接的拉力過渡桿架向該拉力加載頭(1 施加拉力；另一拉力加 載頭(1 與拉力承載框架連接有拉力荷載傳感器(81)；所述每一組壓力加載機構(gòu)包括壓力承載框架、壓力油缸(72)、兩個壓力加載頭(9)、 壓力荷載傳感器(8 ；混凝土試件(11)的承受拉力的軸向的一個側(cè)面與壓力承載框架間 由內(nèi)向外設(shè)有加載頭(9)與壓力傳感器(8 ；另一個側(cè)面與壓力承載框架由內(nèi)向外設(shè)有加 載頭(9)與加壓油缸(72)；液壓控制機構(gòu)連接一個拉力油缸(71)與兩個壓力油缸m向三油缸施加壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 拉力加載機構(gòu)還包括球鉸拉力加載頭(10)，球鉸拉力加載頭(10)連接于拉力過渡桿架與 拉力加載頭(12)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 拉力加載機構(gòu)還包括拉力墊板(51)，連接于拉力荷載傳感器(81)與拉力承載框架間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所 述的拉力承載框架包括油缸側(cè)承載板(1)、傳感器側(cè)承載板(31)與兩組拉力絲杠(3)，相 互通過螺紋連接構(gòu)成矩形框架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所 述的拉力過渡桿架包括兩塊過渡承載板O)、兩組過渡絲杠G)，相互通過螺紋連接構(gòu)成 矩形框架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 每一組壓力加載機構(gòu)還包括壓力墊板(52)，設(shè)于壓力荷載傳感器(8 與壓力承載框架 間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所述的 每一組壓力加載機構(gòu)還包括過渡板(6)，設(shè)于壓力油缸m與壓力承載框架間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在于，所 述的壓力承載框架包括兩塊承載板與兩組壓力絲杠(23)，相互通過螺紋連接構(gòu)成矩 形框架。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、6、或7所述的混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，其特征在 于，所述的一組拉力加載機構(gòu)與兩組壓力加載機構(gòu)中其中兩組加載機構(gòu)自由放置于工作臺 或機架導(dǎo)軌上。
專利摘要本實用新型公開了一種混凝土三軸兩壓一拉的加載測試裝置，用于測量混凝土試件11在三軸中兩軸承受拉力，另一軸承受壓力的情況下的機械強度，其結(jié)構(gòu)具體包括拉力加載機構(gòu)、壓力加載機構(gòu)與液壓控制機構(gòu)；混凝土試件11位于正交布置的拉力加載機構(gòu)與壓力加載機構(gòu)的中心?？梢杂糜跍y量混凝土試件在三軸中兩軸承受壓力，另一軸承受拉力的情況下的機械強度，可以直接測量施加于試件上的拉力與壓力有效荷載值。
文檔編號G01N3/02GK201903483SQ20102063256
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者姚家偉, 宋玉普, 覃麗坤, 高凌霞 申請人:大連民族學(xué)院