现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115575316A(43)申请公布日2023.01.06(21)申请号202211231973.7(22)申请日2022.10.10(71)申请人吉林建筑大学地址130000吉林省长春市新城大街5088号(72)发明人徐丽娜牛雷齐晨晖孙爽田伟金玉杰时成林刘宁(74)专利代理机构吉林省维民知识产权代理事务所(普通合伙)22220专利代理师刘微(51)Int.Cl.G01N19/04(2006.01)G01N19/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图11页(54)发明名称现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置及方法(57)摘要本发明公开了一种现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置及测试方法，采用试验平台、土体容器槽、位移监测装置、混凝土构件牵引控制箱、配重平衡架、水平牵引装置、可升降滑轮装置等，通过现浇混凝土实现实际施工中，测试混凝土构件与土界面之间的关系，实现在整个试验过程中，现浇混凝土与土界面面积保持不变，界面摩擦状态的实时观测和记录；通过施加法向的压力，实现实际工程中不同受力状态的模拟，并通过改变法向压力的大小，最终获得界面的剪切强度指标，本发明可用于研究混凝土桩与土界面摩擦的研究，还可用于地下混凝土结构与土界面摩擦的研究，还可用于研究现浇混凝土构件与混凝土材料、土工织物等其他材料界面间力学特性的研究。CN115575316ACN115575316A权利要求书1/2页1.一种现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置，其特征在于，包括：试验平台，用于放置土体容器槽、现浇模具、配重平衡架、水平牵引装置和牵引力产生装置；土体容器槽，固定在试验平台上的一端，用于容纳试验土体；土体容器槽的内部放置有混凝土构件牵引控制箱，土体容器槽的前侧预留供牵引绳通过的孔洞，土体容器槽的后侧安装位移监测装置，用于监测混凝土构件牵引控制箱的水平位移；混凝土构件牵引控制箱，自上而下套在混凝土构件上，用于对混凝土构件施加水平向的拉力；所述混凝土构件通过向现浇模具内浇筑混凝土而成；配重平衡架，用于为混凝土构件提供竖向荷载并保持两侧平衡；水平牵引装置，用于为混凝土构件及牵引控制箱施加水平向拉力，并通过可升降滑轮装置调节高度；牵引力产生装置，用于为水平牵引装置提供牵引力并通过流速控制装置控制流沙管道内沙子的流量；现浇模具，用于插入土体容器槽的土层中1‑3mm并向其内部浇筑混凝土；数码相机，放置于试验平台的一侧，用于观测土体容器槽内浇筑混凝土的水平移动情况。2.根据权利要求1所述的现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置，其特征在于，所述试验平台包括试验平台主体和平台高度调节装置，平台高度调节装置包括支撑套筒、升降旋转环、螺纹柱和桩底垫块，支撑套筒的上端连接试验平台主体底部，支撑套筒的下端通过升降旋转环连接螺纹柱，螺纹柱的上端活动于支撑套筒下端内部，螺纹柱的下端连接桩底垫块；升降旋转环包括旋转把手和支撑环，支撑环内部设有与螺纹柱匹配的螺纹。3.根据权利要求1所述的现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置，其特征在于，所述土体容器槽为三面钢板及钢化玻璃围合而成的容器槽；其中，三面钢板为一体式，固定在试验平台上，其前侧预留供牵引绳通过的孔洞；钢化玻璃位于侧面，并活动连接在三面钢板的凹槽轨道内。4.根据权利要求1所述的现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置，其特征在于，所述位移监测装置包括磁吸支座、铰链支架和数显百分表，磁吸支座固定在试验平台上，数显百分表通过铰链支架连接磁吸支座。5.根据权利要求1所述的现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置，其特征在于，所述混凝土构件牵引控制箱包括牵引控制箱箱体，牵引控制箱箱体顶部中心位置设有配重平衡架销钉，牵引控制箱箱体前侧设有牵引绳挂钩，牵引控制箱箱体的高度为混凝土构件高度的2/3倍，且小于1倍。6.根据权利要求1所述的现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置，其特征在于，所述配重平衡架由2个配重架、配重块支架及若干个牛蹄型配重块组成，2个配重架的上端配合连接形成上端连接孔，用于供牵引控制箱顶部的配重平衡架销钉插入，2个配重架的下端配合连接形成下端连接孔，用于供配重块支架的螺纹杆件插入；配重块支架包括螺帽、螺纹杆件和底托，螺纹杆件向上插入下端连接孔后通过螺帽旋紧固定，底托用于放置牛蹄型配重块。2CN115575316A权利要求书2/2页7.根据权利要求1所述的现浇混凝土构件与土界面剪切性能可视化试验装置，其特征在于，所述水平牵引装置包括牵引绳、滑轮、数显弹簧秤和储沙容器，牵引绳的一端连接混凝土构件牵引控制箱的牵引绳挂钩，牵引绳的另一端绕过滑轮后连接数显弹簧秤的上端，数显弹簧秤的下端连接的牵引绳穿过试验平台预留的水