三轴试验PPT

5、 试件的尺寸，即加载的空间很小（一般为 50~100mm），而承载力很大（1000~3000kN），要求 有较大而刚性的加载油缸和活塞）和承力（横梁和拉 杆）机构，造成构造上的困难； 6、试件受力后的变形过程中，要求三个方向施加 的力始终保持居中，不产生偏心作用；
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擦作用，各承压端面的约束相互强化，可使混凝土的试验强 度成倍地增长，试验结果不真实，毫无实际价值。
混凝土多轴试验中，行之有效的减摩措施有4类： ①在试件和加压板之间设置减摩垫层； ②刷形加载板； ③柔性加载板； ④金属箔液压 垫。 后三类措施取得较好的试验数据，但其附件的构造复杂， 加工困难，造价高，且减摩效果也不尽理想。至今应用最多 的还是各种材料和构造的减摩垫层，例如两片聚四氟乙烯 （厚2 mm）间加二硫化钼油膏，三层铝箔（厚0.2 mm）中 间加二硫化钼油膏，分小块的不锈钢垫板等。
现代钢筋混凝土理论
源自文库三轴试验设备和方法
常规三轴试验机
简 介
Synopsis
一般利用已有的大型材料试验机，配备一个带活塞的高压 油缸和独立的油泵、油路系统。
常规三轴试验机
简 介
Synopsis
试验时将试件置于油缸内的活塞之下，试件的横 向由油泵施加液压，纵向由试验机通过活塞加压。试 件在加载前外包橡胶薄膜，防止高压油进入试件裂缝， 胀裂试件，降低其强度。 试验采用圆柱体或棱柱体试件，当试件三轴受压 （C/C/C）时，必有两方向应力相等，称为常规三轴
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程 序
Program
在设计混凝土的三轴试验方法和试验装置时，有些试验技术 问题需要研究解决，否则影响试验结果的可靠性和准确性， 决定三轴试验的成败。主要的技术难点和其解决措施有： 1、消减试件表面的摩擦 混凝土立方体试件的标准抗压试验中，只施加单向压力， 由于钢压板对试件端面的横向摩擦约束，提高了混凝土的试 验强度。在多轴受压试验时，如不采取措施消除或减小此摩
共同特点是：在3个相互垂直的方向都设有独立的活塞、液压缸、供油 管路和控制系统。 但主要机械构造差异很大，有的在3个方向分设丝杠和横梁等组成的 加载架，有的则利用试验机施加纵向应力，横向（水平）的两对活塞 和油缸置于一刚性承载框内，以减小设备占用空间，方便试验。
程 序
Program
在复杂结构中，混凝土的三向主应力不等，且可能是有拉 有压。显然，试验装置应能在3个方向施加任意的拉、压应 力和不同的应力比例（σ1：σ2：σ3）。70年代后研制的试 验装置大部分属此类。 真三轴试验装置的最大加载能力为压力： 3000 kN / 2000 kN / 2000 kN 拉力为： 200kN / 200kN 混凝土试件一般为边长50～150 mm的立方体。进行二轴 应力状态试验时．也可采用板式试件，最大尺寸为200 mm× 200 mm× 50 mm。 真三轴试验装置需要自行设计和研制，且无统一的试验标 准可依循，还有些复杂的试验技术问题需解决，造价和试验 费用都比较高。但是为了获得混凝土的真三轴性能，却又缺 之不可。
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4、应力（变）途径的控制 实际结构中一点的三向主应力值，随荷载的变化可 有不同的应力途径。已有的大部分三轴试验是等比例 （ σ 1:σ 2:σ 3 =const）单调加载、直到试件破坏。 应力比例由电 -液控制系统实现，一般设备都具备这 一功能。有些设备还可进行多种应力（变）途径的试 验，例如三向应力变比例加载、恒侧压加载、反复加 卸载、应变或应变速度控制加载等。需要指出，应用 三轴试验装置也可以进行混凝土的单轴受压和受拉试 验，得到相应的强度值和应力-应变曲线。但是这些试 验结果与用标准试验方法得到的不完全一致，有些甚 至相差较大。这是因为两者的试验加载设备、试件的 形状和尺寸、量测精度、承压面的摩擦约束等条件都 不相同。在分析混凝土的多轴性能时，一般取可比性 强的前者作为对比标准。
受压，以区别真三轴受压试验。
如果采用空心圆筒试件，在筒外或筒内施加侧压， 还可进行二轴受压(C/C)或拉／压(T/C)试验
真三轴试验装置
简 介
Synopsis
试验装置的构造见图。 60年代， Krupp通用 建筑公司 机架焊接整体结构， 三轴刚性连接
试验中：试件挤在一角，变形增大时试件受到不对称应力增大。因为 轴是互相固定死的，变形得不到互相补偿。这种机械设备限制在试件 中产生强制应力，实测破坏荷载并不能真实代表试件的破坏荷载。
程 序
Program
2、施加拉力 对试件施加拉力，须有高强粘结胶把试件和加载板牢固地粘结 在一起。此外，试件在浇注和振捣过程中形成含有气孔和水泥砂 浆较多的表层（厚约 2～ 4 mm），抗拉强度偏低，故用作受拉试
验的试件先要制作尺寸较大的混凝土试块，后用切割机锯除表层 ≥ 5 mm后制成。
3、应力和应变的量测 混凝土多轴试验时，试件表面有加载板阻挡，周围的空间很 小，成为应变量测的难点。试验中一般采用两类方法： ①直接量测法，在试件表面上预留浅槽（深 2～ 3 mm）内粘贴电 阻应变片，并用水泥砂浆填满抹平；或者在打磨过的试件棱边上 粘贴电阻片（影响试件性能，应变片可能被破坏）； ②间接量测法，使用电阻式或电感式变形传感器量测试件同方 向两块加载板的相对位移，扣除事先标定的减摩垫层的相应变形 后，计算试件应变。 前者较准确，但量程有限，适用于二轴试验和三轴拉／压试 验；后者的构造较复杂，但量程大，适用于三轴受压试验。
三轴分离试验装置
简 介
Synopsis
三轴分离试验装置：由三个独立的互不相连的机架组成，在水平 方向的两个机架，一个用缆绳悬挂起来，另一个放置在滚动轴承 上。垂直机架用平衡重物悬挂起来，能适应试件在水平方向和垂 直方向上受应力而产生的变形。
一框架 弹性悬 挂在另 一框架 上，钢 刷传力， 可减小 不对称 应力。