本申请涉及建筑工程,特别是涉及一种弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置和方法。
背景技术:
1、工程经验表明,混凝土结构在高应力状态下服役工作的现象越来越普遍。不同于低应力状态下的徐变发展规律,在高应力作用下,混凝土徐变变形明显增大,与应力水平呈非线性关系。该现象与混凝土内部的微裂缝在持续高应力作用下不断萌生和扩展,即混凝土产生不可忽略的损伤有关。准确测试混凝土在高应力状态下的非线性徐变系数和损伤发展,对科学评估混凝土结构服役状况具有重要意义。
2、为了准确测试混凝土在高应力状态下的非线性徐变系数和损伤发展,目前常用的徐变方法包括单轴徐变试验,损伤测试方法包括声发射技术和超声波技术。然而,这些方法需要昂贵的设备。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够降低测试成本的弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置和方法。
2、第一方面,本申请提供了一种弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,该弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置包括位移传感器、测试电路和处理器;所述位移传感器固定在梁试件的上表面中部,所述测试电路与所述梁试件电连接,所述处理器分别与所述位移传感器和所述测试电路通信连接;
3、所述位移传感器,用于测量所述梁试件在受到预设应力前后的挠度数据;
4、所述测试电路,用于测量所述梁试件的电参数;
5、所述处理器,用于获取所述位移读数和所述电参数,并基于所述位移数据确定所述梁试件的非线性徐变系数,基于所述电参数确定所述梁试件的损伤度。在其中一个实施例中,上述测试电路包括外部电路和四个电极,四个所述电极在所述梁试件的对称轴两侧等距分散设置,且位于梁试件的中性面内;所述电极嵌入所述梁试件,所述电极与所述外部电路连接;
6、所述外部电路,用于通过所述电极获取所述梁试件的电参数,并将所述电参数传输至所述处理器。
7、在其中一个实施例中,上述电参数包括电压和电流,所述外部电路包括电压表、电流表和直流电源,所述电压表用于连接内部两个所述电极,所述电流表用于连接外部两个所述电极;
8、所述直流电源,用于给测试试件供电;
9、所述电压表,用于采集所述电压,并将所述电压传输至所述处理器;
10、所述电流表,用于采集所述电流,并将所述电流传输至所述处理器。
11、在其中一个实施例中,该弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置还包括至少两个载重块,所述载重块对称悬挂在所述梁试件两端,以使所述梁试件受到所述预设应力。
12、在其中一个实施例中,该弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置还包括简支支座,所述简支支座用于支撑所述梁试件。
13、在其中一个实施例中,上述梁试件的最小尺寸大于或等于所述电极直径的十倍。
14、第二方面,本申请还提供了一种弯曲非线性徐变系数与损伤测试方法,该弯曲非线性徐变系数与损伤测试方法应用于上述第一方面中任一实施例的弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,该方法包括:
15、分别获取梁试件受到预设应力前后的挠度数据和电参数;
16、基于所述挠度数据确定所述梁试件的非线性徐变系数;
17、基于所述电参数确定所述梁试件的损伤度。
18、在其中一个实施例中,上述位移数据包括初始位移数据、瞬时位移数据和徐变位移数据;上述基于所述位移数据确定所述梁试件的非线性徐变系数,包括:
19、根据所述初始位移数据和瞬时位移数据,确定所述梁试件的弹性挠度;
20、根据所述瞬时位移数据和所述徐变位移数据,确定所述梁试件的徐变挠度;
21、根据所述徐变挠度和所述弹性挠度,确定所述梁试件的非线性徐变系数。
22、在其中一个实施例中,上述基于所述电参数确定所述梁试件的损伤度,包括:
23、获取所述梁试件受到所述预设应力后的第一电阻率;
24、在所述预设应力施加预设时长后,获取第二电阻率;
25、采用预设计算公式对所述第一电阻率和所述第二电阻率进行计算,得到所述梁试件的损伤度。
26、在其中一个实施例中,上述方法还包括:
27、绘制所述梁试件在所述预设应力下的非线性徐变系数和损伤度曲线图;
28、基于所述非线性徐变系数和损伤度曲线图确定所述梁试件的非线性徐变和损伤度的耦合性。
29、上述弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置和方法,先采用位移传感器测量梁试件在受到预设应力前后的挠度数据;接着利用测试电路测量梁试件的电参数,最后获取挠度读数和电参数,并基于挠度数据确定梁试件的非线性徐变系数,基于电参数确定梁试件的损伤度;采用位移传感器、测试电路核处理器非线性徐变系数与损伤度进行测试,可以同时开展纤维增强水泥基材料的非线性徐变以及损伤的测试,摆脱对专用昂贵设备的依赖,减少测试过程中不合理假设的应用,简化测试工序,便于试验操作。
1.一种弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,其特征在于,所述弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置包括位移传感器、测试电路和处理器;所述位移传感器固定在梁试件的上表面中部,所述测试电路与所述梁试件电连接,所述处理器分别与所述位移传感器和所述测试电路通信连接;
2.根据权利要求1所述的弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,其特征在于,所述测试电路包括外部电路和四个电极,四个所述电极在所述梁试件的对称轴两侧等距分散设置,且位于所述梁试件的中性面内;所述电极嵌入所述梁试件,所述电极与所述外部电路连接;
3.根据权利要求2所述的弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,其特征在于,所述电参数包括电压和电流,所述外部电路包括电压表、电流表和直流电源,所述电压表用于连接内部两个所述电极,所述电流表用于连接外部两个所述电极;
4.根据权利要求1所述的弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,其特征在于,所述弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置还包括至少两个载重块,所述载重块对称悬挂在所述梁试件两端,以使所述梁试件受到所述预设应力。
5.根据权利要求1所述的弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,其特征在于,所述弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置还包括简支支座,所述简支支座用于支撑所述梁试件。
6.根据权利要求2-5任一项所述的弯曲非线性徐变系数与损伤测试装置,其特征在于,所述梁试件的最小尺寸大于或等于所述电极直径的十倍。
7.一种弯曲非线性徐变系数与损伤测试方法,其特征在于,所述方法包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述挠度数据包括初始位移数据、瞬时位移数据和徐变位移数据;所述基于所述位移数据确定所述梁试件的非线性徐变系数,包括:
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述基于所述电参数确定所述梁试件的损伤度,包括:
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: