CN1107224C - 混凝土及岩石强度原位测试方法及测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土及岩石强度原位测试方法及测试仪，适合现场测试混凝土及岩石原位强度。测试仪包括有液压千斤顶、承压板、支承杆、液压泵、数显表。测试方法是先在欲测岩体或混凝土体上制做底面与母体相连的试件，在试件两侧打入两根锚杆，将测试仪与试件对中贴紧安装在试件外侧，用液压泵加载，在数显表上直读强度数值。该方法和仪器使用简便、测试结果准确。
Description
本发明涉及一种混凝土及岩石强度原位测试方法及其测试仪，特别是一种能够在混凝土及岩石原始工作位置量测其强度的测试方法及仪器。适合现场原位测试混凝土及岩石的强度。
现有的混凝土及岩石强度测试方法是在现场随混凝土施工用模具制做试件或在混凝土、岩石原始工作位置切取试块，加工咸标准试件，在压力机上测试其强度。现有压力机具有两个承压板，只有将试件从混凝土体或岩体取出才能测试其强度，无法在原位测试。施工现场制作试件法，团试件养护条件与混凝土本身养护条件不同造成两者强度差别，加之由受检单位在现场制做试件容易造成人为的强度差别，因而试件不能真实全面反映结构物混凝土强度。切取试件法，团试件运输过程中易损坏，加之环境改变造成强度变化，测试强度与其真实强度误差较大。为了克服上述缺点，人们在现场用超声波法、拔出法及点荷载法测试混凝土及岩石强度。超声波法是根据原位混凝土、岩石超声波参数与标准试件超声波参数对照确定混凝土或岩石强度。拔出法是在喷射混凝土上打孔安装锚杆，测试出喷射混凝土拨拉强度，然后与标准试块上的拨拉强度对照，确定喷射混凝土强度。点荷载法是在原体岩石或混凝土上取芯，同时在标准试件上取芯，分别测试，点荷强度和标准试件强度，然后将原体混凝土或岩石的点荷载强度换算成标准试件强度。上述方法均属间接法，因标准试件的材质、养护条件、测试条件与实际混凝土存在差异，加之换算的近似性，测试结果误差较大。
本发明的任务是提供一种混凝土及岩石强度原位测试的方法及仪器。以此在现场方便准确的测出混凝土及岩石的原位强度。
本发明的任务是以如下方式完成的。混凝土及岩石强度原位测试方法是：在欲测试的混凝土体或岩体上制做底面与母体相连的试件，试件的深度与测试要求的标准试件高度相等，过深用快硬水泥充填。试件平面尺寸与测试要求的标准试件平面尺寸相等或略大，平面形状相同。试件表面用机械磨光、磨平或用快硬水泥浆抹光、抹平。在试件两侧钻两孔，并安装带有丝扣的锚杆。待锚杆达设计锚固力时，将混凝土及岩石原位测试仪与试件对中贴紧安装在试件外侧。用液压泵加压，在电子数显表上直接读出试件强度。
混凝土及岩石强度测试仪包括有液压千斤顶、承压板、支承杆、液压泵、电子数显表。液压千斤顶一端加工成或安装表面磨光的平面压头，其平面尺寸形状与测试要求的标准试件的平面尺寸形状相同。千斤顶另一端加工成或安装球面铰支座的一侧面。千斤顶中外部装有两端带条形孔的托架。千斤顶靠近球面铰侧有油管接头。承压板一面中部带有与千斤顶另一端面相配合的球面铰支座的另一侧面。承压板两端带有条形孔。两端带有丝扣的支承杆穿过承压板和千斤顶托架的条形孔与锚杆及承压板外侧的螺母丝扣连结，将千斤顶另一端加工成或安装球面铰支座的一侧面，承压板一面中部带有与千斤顶一端另一侧面相配合的球面铰支座的另一端侧面绞接，并固定在试件外侧面上。液压油泵通过软管与千斤顶油管接头连结。液压油泵上装有液压电子传感器，电子传感器通过连接直读强度值的数显表。
使用上述方法和仪器可直接在现场任选位置测试混凝土或岩石原位强度。与上述的现场制做混凝土试件实验室测试强度的方法相比，测试简单，避免了环境不同及运输造成的误差，使测试状态与混凝土和岩石的工作状况更为相近，消除了试件与实际混凝土养护条件不同造成的误差，同时避免了试件另外制做造成的人为强度变化。与上述的拨出法、点荷载法及超声波法这些间接法相比，避免了因试件的材质、养护条件、测试条件与实际测试物不同造成的误差，亦避免了上述方法因需大量试验才能找出测试参数之间的近似关系进行强度换算造成的误差，还避免了因混凝土材质的非均质性及合水量的大小导致其物理力学性能差异造成的误差。总之，本发明的方法及仪器使用方便、测试结果准确。
利用本发明的方法及仪器可测试混凝土及岩石的强度，使用空心千斤顶亦可测试锚杆的锚固力，为地下工程混凝土支护及锚喷支护施工质量检测及现场勘探岩石强度，调整支护设计参数提供了有效的手段。
附图为本发明的测试仪结构示意图。
下面结合附图对发明内容作进一步详细说明。
附图是本发明的一种具体测试方法及测试仪结构示意图。参照附图，混凝土及岩石强度原位测试方法是在混凝土体或岩体1上，按标准试件平面尺寸或略大于标准试件平面尺寸标记试件位置。用钻、锯或空心圆钻在试件周边开凿槽2，槽深与标准试件高度相同，过深用快硬水泥浆填至设计要求，形成试件3。亦可在混凝土施工中预留试件，即将无底试模固定在岩壁上，然后施工混凝土，取出试模，形成试件。试件形状可以是正方形，亦可是圆柱形。将试件表面4用机械磨光磨平或用水泥浆抹光抹平。在试件3两侧钻两个锚孔5，锚入一端带有丝扣7的锚杆6。待抹平、充填水泥达混凝土或岩石强度，锚杆锚固力达到设计要求时，将支承杆16与锚杆6通过丝扣18、7连结。支承杆16穿过千斤顶托架10上的条形孔11，将千斤顶架设在其上，使平面压头8的外表面与试件表面4对中切紧。将承压板14套入支承杆16，使其承压板14一面中部带有与千斤顶9另一端侧面12相配合的球面铰支座的另一侧面24绞接，铰接切紧，将螺母19拧在支承杆16的丝扣17上并拧紧。将手动液油泵21用液压软管20同千斤顶上的油管接头13连结。将液压电子传感器22安装在油泵21上。电子数显表23与电子传感器22用电线25相连。打开数显表23电源开关，回零，关闭油泵21回油阀，手动加压至试件破坏或达到设计要求，读取数显表上数据，即为试件强度值。对于混凝土，测试完毕后，清理试件处残渣，用高于原混凝土标号的膨胀砂浆或水泥浆填平破坏处。
混凝土及岩石强度原位测试仪具体结构为液压千斤顶9一端加工成或安装磨光的平面压头8，其平面尺寸、形状与测试要求的标准试件的平面尺寸、形状相同。千斤顶9另一端加工成或安装球面铰支座的一侧面12。千斤顶9的中外部装有两端带条形孔11的托架10，千斤顶9靠近球面铰侧有油管接头13。承压板14一面中部带有与千斤顶球面铰支座侧面12相配合的球面铰支座的另一侧面24。承压板14两端带有条形孔15。两端带有丝扣18、17的支承杆16，穿过承压板14和千斤顶托架10的条形孔15、11，与锚杆丝扣7及承压板外侧螺母1 9连结，将千斤顶9与承压板14通过球面铰支座的一侧面12、24连接，同时将千斤顶9、承压板14固定在试件外侧面上。手动液压泵21通过液压软管20与千斤顶油管接头13连接。液压泵上带有液压电子传感器22，电子数显仪23由电线25与电子传感器22连接。
上述所说的试件形状可以是立方体或是圆柱体，其制做方法采用钻、锯空心圆钻切槽制成。
上述锚杆可用粘结式锚杆，亦可用机械式锚杆，最为经济的是用可回收锚杆。
上述的锚杆与支承杆可合二为一。上述的手动液压泵亦可用电动液压泵。上述的液压电子传感器和电子数显表可用液压机械表取代。上达千斤顶可用锚杆拉力机的空心千斤顶取代，平面压头及球面铰支座可单独加工，使用时组装在一起，既可测试岩石、混凝土强度，亦可测试锚杆锚固力。
Claims (4)
1.一种混凝土及岩石强度原位测试方法，其特征是：在欲测试的混凝土体或岩体(1)上制做底面与母体相连的试件(3)，在试件(3)的周边开凿槽(2)，试件的深度与测试要求的标准试件高度相等，过深用快硬水泥充填；试件平面尺寸与测试要求的标准试件平面尺寸相等或略大，平面形状相同；试件表面(4)用机械磨光、磨平或用快硬水泥浆抹光、抹平；在试件两侧钻两孔(5)，并安装带有丝扣(7)的锚杆(6)；待锚杆达设计锚固力时，将混凝土及岩石原位测试仪与试件对中贴紧安装在试件外侧；用液压泵(21)加压，在电子数显表(23)上直接读出试件强度。
2.根据权利要求1所述混凝土及岩石强度原位测试方法，其特征是试件(3)制做方法是用钻、锯、空心钻切槽制成试件。
3.根据权利要求1所述的混凝土及岩石强度原位测试方法，其特征是试件(3)形状可以是立方体或是圆柱体。
4.一种混凝土及岩石强度原位测试仪，其特征是：包括有液压千斤顶(9)、承压板(14)、支承杆(16)、液压泵(21)、电子数显表(23)；液压千斤顶(9)一端加工成或安装表面磨光的平面压头(8)，其平面尺寸形状与测试要求的标准试件的平面尺寸形状相同；千斤顶另一端加工成或安装球面铰支座的一侧面(12)；千斤顶中外部装有两端带条形孔(11)的托架(10)；千斤顶靠近球面铰侧有油管接头(13)；承压板(14)一面中部带有与千斤顶一端面(12)相配合的球面铰支座的另一侧面(24)铰接；承压板两端带有条形孔(15)；两端带有丝扣(17)、(18)的支承杆穿过承压板(14)和千斤顶托架(10)的条形孔(15)、(11)与锚杆(6)及承压板外侧的螺母(19)丝扣连接，将千斤顶与承压板通过球铰(12)、(24)铰接，并固定在试件外侧面上；液压油泵(21)通过软管(20)与千斤顶油管接头(13)连接；液压油泵上装有液压电子传感器(22)，电子传感器(22)通过电线(25)连接直读强度值的数显表(23)。
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