[发明专利]基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置

说明书

本发明提供一种基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置，包括底座，在底座上设有：一环境箱与周围环境隔开；一混凝土试件容置装置设在该环境箱中，包括固定夹头、活动夹头、试件中部固定侧模板，拼合构成一混凝土试件容置空间，固定夹头固设在环境箱中，活动夹头可移动地设置；环境箱和混凝土试件容置空间设温度传感器；一真实环境模拟系统，其至少包括一温度调节装置设在环境箱和混凝土试件容置装置中以在温度上模拟设定的真实环境；一加载系统，使得活动夹头位置固定或在轴线方向移动，在活动夹头上设置位移/变形传感器感知混凝土试件的变形；设应力传感器感知试件承受的负荷。本装置可从试验角度出发，对混凝土的温度和应力等因素在多变环境条件下的发展全过程进行试验。

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，涉及一种基于真实环境的混凝土开裂全过程试验方法以及采用该方法的试验装置，更具体地，涉及大体积混凝土的开裂全过程仿真试验的装置。

背景技术

长期以来，“无坝不裂”一直是未能解决的世界难题，裂缝的出现影响着大坝结构的外观、性能和安全，最终影响到人民的生命财产。如何减小甚至防止裂缝的产生就成为工程建设者必须考虑的问题。随着相关领域理论及技术研究的进步，大坝混凝土裂缝的研究工作取得了较明显的进展，特别是大体积混凝土温控防裂工作，目前已形成了相对完善的基础理论与方法体系。但鉴于水利水电工程的复杂性，特别是所在地区环境的恶劣性，大坝混凝土裂缝问题仍然没有彻底解决。

导致混凝土产生裂缝的因素很多，结构、材料和施工因素均有可能成为裂缝出现的诱因，但是对于大坝而言，特别是在大温差高海拔地区修筑的大坝，周围气象环境逐渐成为温控防裂控制的重点因素。大气环境不但把整个混凝土工程实时包围着，而且大气环境的变化无常也对工程产生重要的影响，特别是周围环境的温度、湿度、降雨、风速和太阳辐射等因素，严重影响着混凝土裂缝的产生，大气环境影响因素对混凝土裂缝产生的影响规律如何，其影响程度又有多大，目前还没有定论。因此，研制基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置和方法就成为大坝混凝土工程建设所需。

发明内容

本发明的目的在于改进现有混凝土温度应力模拟和裂缝研究中的局限和不足，提供一种从试验角度出发，对混凝土的温度和应力等因素在多变环境条件下的发展全过程进行试验的装置。

本发明的技术解决方案是：

本发明提供的基于真实环境的混凝土开裂全过程试验装置，包括一底座，在该底座上设置有：

一环境箱，至少具有四壁和上盖，形成一个封闭的空间，与周围环境隔开；

一混凝土试件容置装置，其设置在该环境箱中，其包括固定夹头、活动夹头、试件中部固定侧模板，三者拼合构成一个上端敞口或者上下端均敞口的混凝土试件容置空间，所述固定夹头固定设置在该环境箱中，所述活动夹头可沿所述混凝土试件容置空间的长度方向的轴线移动地设置；

在所述环境箱或者所述环境箱和混凝土试件容置空间设置温度传感器；

一真实环境模拟系统，其至少包括一温度调节装置，其为加热和/或冷却装置，其设置在所述环境箱和混凝土试件容置装置上以提供至少在温度上模拟设定的的真实环境；

一加载系统，包括一框架、一传动装置和一动力装置，所述框架设置在所述底座上，该传动装置包括一直线运动机构，其中的从动件通过所述环境箱的侧壁进入环境箱与所述活动夹头固定而使得该活动夹头位置固定或在所述轴线方向移动，该直线运动机构中的主动件固定在该框架上；所述动力装置设置在所述框架上，连接所述直线运动机构中的该主动件；

在所述活动夹头或与活动夹头连接的部件上设置位移/变形传感器感知混凝土试件的变形；在所述直线运动机构上设置应力传感器感知试件承受的负荷。