一種與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗(yàn)裝置，包括壓盤、上夾板、下夾板、可移動(dòng)板、轉(zhuǎn)動(dòng)板和下承板，所述壓盤通過上螺紋頭安裝在材料試驗(yàn)機(jī)內(nèi)的升降桿上，所述下承板通過下螺紋頭安裝在材料試驗(yàn)機(jī)內(nèi)的底座上，所述下承板上側(cè)鉸接有轉(zhuǎn)動(dòng)板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板通過安裝在所述下承板上的調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)板的旋轉(zhuǎn)角度，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板上側(cè)通過左右移動(dòng)裝置安裝有可移動(dòng)板，使得所述可移動(dòng)板可沿轉(zhuǎn)動(dòng)板來(lái)回移動(dòng)，所述可移動(dòng)板上固定有下夾板，所述壓盤上安裝有上夾板，所述上夾板與所述下夾板的位置相互對(duì)應(yīng)，試件固定在上夾板和下夾板之間，所述上夾板和下夾板的夾裝面設(shè)置有一個(gè)角度，使得試件的中軸線與水平面設(shè)有一夾角。本裝置簡(jiǎn)單易行，可操作性強(qiáng)，便于推廣，具有能在任意的剪切夾角下測(cè)定材料層間的抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命的優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗(yàn)裝置。
技術(shù)介紹
改革開放以來(lái)，我國(guó)的公路橋梁建設(shè)事業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。橋面鋪裝作為橋梁的重要組成部分，它一方面分散著車輛荷載，將車輛荷載傳遞給橋面板，并參與結(jié)構(gòu)受力；另一方面，防止雨水侵蝕橋梁上部主體結(jié)構(gòu)，防止混凝土及鋼筋的腐蝕，從而保證橋梁的使用壽命和車輛安全、快捷和舒適的運(yùn)行。在夏季高溫季節(jié)，橋面鋪裝表面最高溫度可達(dá)60°C以上，在日益繁重的交通荷載作用下，瀝青鋪裝層與橋面板的層間界面很容易因?yàn)檎辰Y(jié)失效出現(xiàn)剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁包等病害，極大地影響了橋梁結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。層間界面的剪切破壞是導(dǎo)致橋面鋪裝出現(xiàn)各種病害的主要原因。而我國(guó)在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，沒有進(jìn)行鋪裝層與橋面板層間的抗剪設(shè)計(jì)，只將其作為橋梁工程的附屬結(jié)構(gòu)，一般不作專門的計(jì)算分析。因此，研宄鋪裝層與橋面板層間的抗剪性能對(duì)指導(dǎo)橋梁設(shè)計(jì)和提高橋梁的使用壽命具有重大的意義。現(xiàn)有的室內(nèi)評(píng)價(jià)橋面鋪裝層間抗剪穩(wěn)定性的試驗(yàn)方法主要有直接剪切試驗(yàn)、固定正壓力剪切試驗(yàn)以及斜面剪切試驗(yàn)，這三種試驗(yàn)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。從模擬實(shí)際受力狀況來(lái)看，斜面剪切試驗(yàn)的剪切面與水平面存在一定的夾角，從而在施加豎向荷載時(shí)，在垂直于剪切面和平行于與剪切面上都存在分力，這兩個(gè)分力分別模擬了車輛荷載引起的豎向荷載以及水平荷載，因而斜面剪切試驗(yàn)是最符合橋面實(shí)際受力的試驗(yàn)?zāi)Ｊ健，F(xiàn)有的斜面剪切試驗(yàn)裝置都是固定的剪切角，在豎向力一定的情況下，水平分力和垂直分力也就相應(yīng)固定了，不能進(jìn)行模擬不同的壓/剪應(yīng)力組合，即不能客觀反映出在復(fù)雜車載作用下橋面鋪裝層間及路面層間的受力狀況，因此，有必要設(shè)計(jì)出一種新型的斜面剪切試驗(yàn)裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種簡(jiǎn)單易行，便于推廣，且剪切角度可以任意變化，能夠有效、客觀反映橋面鋪裝層間的實(shí)際受力狀態(tài)的與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗(yàn)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)所采用的技術(shù)方案是:一種與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗(yàn)裝置，包括壓盤、上夾板、下夾板、可移動(dòng)板、轉(zhuǎn)動(dòng)板和下承板，所述壓盤通過上螺紋頭安裝在材料試驗(yàn)機(jī)內(nèi)的升降桿上，所述下承板通過下螺紋頭安裝在材料試驗(yàn)機(jī)內(nèi)的底座上，所述下承板上側(cè)鉸接有轉(zhuǎn)動(dòng)板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板通過安裝在所述下承板上的調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)板的旋轉(zhuǎn)角度，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板上側(cè)通過左右移動(dòng)裝置安裝有可移動(dòng)板，使得所述可移動(dòng)板可沿轉(zhuǎn)動(dòng)板來(lái)回移動(dòng)，所述可移動(dòng)板上固定有下夾板，所述壓盤上安裝有上夾板，所述上夾板與所述下夾板的位置相互對(duì)應(yīng)，試件固定在上夾板和下夾板之間，所述上夾板和下夾板的夾裝面設(shè)置有一個(gè)角度，使得試件的中軸線與水平面設(shè)有一夾角。所述調(diào)節(jié)裝置包括固定螺桿，所述下承板的左端與轉(zhuǎn)動(dòng)板的一端鉸接，所述固定螺桿沿垂直方向設(shè)置并且所述固定螺桿旋裝在下承板的右端，所述固定螺桿的一端貫穿所述下承板并與所述轉(zhuǎn)動(dòng)板的另一端接觸。所述左右移動(dòng)裝置為絲桿移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述可移動(dòng)板安裝在絲桿移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述絲桿移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)絲桿帶動(dòng)可移動(dòng)板移動(dòng)。所述上夾板與所述壓盤為弧面接觸，所述壓盤在上夾板連接處設(shè)有圓弧形的凹槽，而上夾板與壓盤連接處設(shè)有與所述凹槽大小相匹配的圓弧。所述下承板上沿可移動(dòng)板移動(dòng)方向安裝有三個(gè)鉸鏈，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板上設(shè)有與三個(gè)所述鉸鏈對(duì)應(yīng)的連接裝置，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板可以與其中任意一個(gè)鉸鏈連接。由于采用上述方案，本裝置上夾板是直接放在試件的上面，且壓盤在上夾板連接處設(shè)有圓弧形的凹槽，而上夾板與壓盤連接處設(shè)有與所述凹槽大小相匹配的圓弧，這樣當(dāng)上夾板與壓盤連接時(shí)增加了兩者之間的接觸面積，有效地保證了受力的均勻性；通過轉(zhuǎn)動(dòng)板與下承板之間鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再旋擰固定螺桿至與轉(zhuǎn)動(dòng)板接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)任意角度的變化，通過調(diào)節(jié)可移動(dòng)板兩側(cè)的第二固定螺桿，使得可移動(dòng)板能夠在水平方向發(fā)生移動(dòng)，保證當(dāng)試驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度時(shí)，壓盤與上夾板始終為圓弧面接觸，確保復(fù)合試件處于中心受壓狀態(tài)；所述的試驗(yàn)裝置考慮了 MTS材料試驗(yàn)機(jī)環(huán)境箱的大小，能夠在環(huán)境箱內(nèi)模擬橋面高溫、低溫的工作情況。轉(zhuǎn)動(dòng)板與下承板之間沿可移動(dòng)板移動(dòng)方向安裝有三個(gè)鉸鏈，在使用時(shí)有兩個(gè)鉸鏈不工作，轉(zhuǎn)動(dòng)板與下承板之間通過一個(gè)鉸鏈工作，而設(shè)置三個(gè)鉸鏈的目的是當(dāng)剪切夾角比較大的時(shí)候，可以通過更換連接的鉸鏈實(shí)現(xiàn)上夾板位于壓盤的中間位置，保證了上夾板是處于軸心受壓而不是偏壓。將壓盤通過上螺紋頭旋擰至材料試驗(yàn)機(jī)的升降桿上，下承板通過下螺紋頭旋擰至材料試驗(yàn)機(jī)的底座中，然后通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)板以及旋擰固定螺桿至接觸轉(zhuǎn)動(dòng)板的下側(cè)來(lái)完成任意角度的設(shè)定。通過壓盤與上、下夾板的共同作用，使得復(fù)合試件在層間接觸面上發(fā)生剪切破壞。分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，就可以得到試件的層間抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命；由于本技術(shù)可以有效地模擬了層間界面實(shí)際的受力狀況，因而其試驗(yàn)結(jié)果可信度高。綜上所述，本裝置能夠根據(jù)變化剪切角度來(lái)模擬車輛荷載造成的層間界面復(fù)雜剪切受力狀態(tài)，能夠進(jìn)行模擬不同的壓/剪應(yīng)力組成，客觀反映在復(fù)雜車載作用下橋面鋪裝層間以及路面層間的受力狀況，克服了現(xiàn)有斜剪試驗(yàn)裝置剪切角度固定、應(yīng)力組合受控的不足，層間界面與水平面之間的夾角(即剪切角)可以任意變化，對(duì)橋面鋪裝層與橋面板層間界面以及其他材料層間的抗剪性能進(jìn)行有效、合理的研宄，并綜合抗剪強(qiáng)度與剪切疲勞壽命來(lái)評(píng)價(jià)材料層間界面的抗剪性能，對(duì)研宄層間的抗剪性能以及層間材料的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)具有重要的意義?！靖綀D說(shuō)明】圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-升降桿、2-上螺紋頭、3-壓盤、4-上夾板、5-復(fù)合試件、6-下夾板、7-可移動(dòng)板、8-轉(zhuǎn)動(dòng)板、9-鉸鏈、10-下承板、11-固定螺桿、12-下螺紋頭、13-底座、14-環(huán)境箱、15-材料試驗(yàn)機(jī)、16-絲桿?！揪唧w實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖當(dāng)前第1頁(yè)1 2 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗(yàn)裝置，包括壓盤、上夾板、下夾板、可移動(dòng)板、轉(zhuǎn)動(dòng)板和下承板，其特征在于：所述壓盤通過上螺紋頭安裝在材料試驗(yàn)機(jī)內(nèi)的升降桿上，所述下承板通過下螺紋頭安裝在材料試驗(yàn)機(jī)內(nèi)的底座上，所述下承板上側(cè)鉸接有轉(zhuǎn)動(dòng)板，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板通過安裝在所述下承板上的調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)板的旋轉(zhuǎn)角度，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板上側(cè)通過左右移動(dòng)裝置安裝有可移動(dòng)板，使得所述可移動(dòng)板可在轉(zhuǎn)動(dòng)板上左右移動(dòng)，所述可移動(dòng)板上固定有下夾板，所述壓盤上安裝有上夾板，所述上夾板與所述下夾板的位置相互對(duì)應(yīng)，試件固定在上夾板和下夾板之間，所述上夾板和下夾板的夾裝面設(shè)置有一個(gè)角度，使得試件的中軸線與水平面設(shè)有一夾角。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：錢國(guó)平，黃拓，劉迪中，巨鎖基，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：湖南;43
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