[发明专利]模拟半刚性基层结构温缩断裂的试验方法及装置

摘要

一种模拟半刚性基层结构温缩断裂的试验方法及装置。装置主要由支架、夹头、螺杆、定位螺栓及力传感器组成。模拟试件所选用的材料为有机玻璃板及橡胶轮胎。将贴好应变片的试件通过夹头固定在装置上，然后放入控温试验箱内，导线穿过试验箱将应变片与应变箱连接；转动定位螺栓，通过力传感器控制对试件施加一定大小力，实现对试件施加拉力；考虑对试件施加拉力的同时要保证试件和夹头在同一平面上，用紧固螺栓将螺杆固定，可使试件不发生扭转；本发明能够模拟半刚性基层结构经过温度和荷载作用后断裂产生裂缝的状况，为基层结构的室内模拟，温度变化下裂缝状况的研究提供了有效的途径。其结构简单，操作方便，效果好。

主权项

一种模拟半刚性基层结构温缩断裂的试验方法，其特征在于包括如下步骤：a.试件(10)制作：试件材料由有机玻璃板及橡胶轮胎构成。为真实模拟基层的受力情况，考虑冻融试验箱加力装置以及和基层的比例尺，需要选择薄板材料及各项同性的均质材料，同时要求材料要具有一定的强度和一定的硬度，有一定的温度收缩性能。根据前述条件，初步选定有机玻璃板、PC板和聚乙烯橡胶板三种有机类板材，再从材料的拉伸性能、抗弯拉模量和温缩系数三个方面依次比选，最后确定有机玻璃板为最佳基层模拟材料；土基部分考虑土基的温度收缩性能较小，因此，选择橡胶轮胎作为土基的模拟材料。依据相似原理，使半刚性基层结构和有机玻璃板的厚度和宽度成比例，将模拟基层的有机玻璃板的两个面分别粘贴应变片(9)，然后用胶水将两块有机玻璃板沾连在一起。沾连好后，裁剪一段轮胎，将其粘在两个板的一侧，作为模拟土基的材料。b.将制作好的试件(10)通过上夹头(5)及下夹头(7)夹持在装置上，拧紧紧固螺栓(1)使螺杆(2)在竖向移动过程中不发生转动，根据温度应力σt的计算方法，计算有机玻璃板在达到极限状态下的长度。 σ t = - E α t T 1 - μ ( 1 - 1 chβ L 2 ) H ( t ) 由于有机玻璃板的计算长度达到30m以上，在进行模拟的时候对其长度进行适当的折减，将一部分长度换算为应力，加载到试件上。c.旋转定位螺栓(3)，螺杆(2)在竖向位置改变，带动上夹头(5)在竖向移动，实现对试件(10)施加力，通过力传感器(8)监测所施加力的大小，确保施加的力和计算要施加的力一致。d.将试件及装置放入控温试验箱内，导线穿过试验箱连接应变片(9)及应变箱。温度变化选择降温方案，试验温度从30℃开始降温，每10℃为一个阶段，在30℃时保持恒温1小时，其余阶段的温度保持恒温40分钟。e.所有准备工作完成后即可进行试验。力传感器记录试件受力大小及变化，应变箱记录试件应变大小及变化。记录力及应变时观察试件若发生断裂时停止试验。