本發明屬于混凝土泊松比測量，特別涉及一種混凝土泊松比的測量裝置及測量方法。

背景技術：

1、在材料的比例極限內，由均勻分布的縱向應力所引起的橫向應變與相應的縱向應變之比的絕對值稱為泊松比，也叫橫向變性系數，它是反映材料橫向變形的彈性常數?；炷恋牟此杀仁侵富炷潦軌簳r，其橫向拉應變與縱向壓應變的比例關系，混凝土泊松比的實際數值對于混凝土工程設計具有重要意義。

2、現有的混凝土泊松比試驗檢測方法存在一些缺陷：國標及行業標準中試樣尺寸、試驗結果的取值、計算公式均有差異，且計算時均選取單點值進行計算，試驗誤差大，重復性差；常規泊松比測試方法中大多通過將千分表或位移傳感器固定在變形測量架來測量混凝土試件的橫向、豎向變形，測量準確度受變形測量架影響；部分采用電阻應變片測量試件的橫向、豎向變形，由于橫向及豎向變形所用電阻應變片存在標距不同、質量不同等問題，往往測得的數據偏差較大，試驗重復性差，且電阻應變片不能重復使用，損耗較大。

技術實現思路

1、針對上述問題，本發明的目的是提供一種混凝土泊松比的測量裝置及測量方法，通過試件承臺快速定位待測混凝土試件放置位置，保證待測混凝土試件位于壓力機中心位置，不偏壓，采用光學顯微測量模塊測得混凝土的實際變形，相比電阻應變片測量精度高，偏差小；通過不同荷載下的橫向應變及豎向應變擬合回歸得到待測混凝土試件的泊松比，相比現有的單點計算，可以減小試驗誤差。

2、本發明的技術方案在于：一種混凝土泊松比的測量裝置，包括試件承臺和光學顯微測量模塊，所述試件承臺包括下承臺、可伸縮標尺和上承臺，所述下承臺上表面中心位置設有凹球面，所述上承臺上表面有圓形淺槽，下表面設有與下承臺凹球面契合的為凸球面，所述可伸縮標尺位于下承臺的四個對角線方向，所述光學顯微測量模塊設置在上承臺頂部，包括測量固定支架、測量組件、標桿和緊固螺栓，所述測量固定支架為方形框架，所述測量固定支架四個邊框的中間位置分別設有緊固螺栓，所述緊固螺栓用于對上承臺上設置的待測混凝土試件進行固定，所述測量組件有兩個，對稱設置在測量固定支架下部左右兩側，所述標桿有四個，分別設置在測量固定支架四個邊框夾角位置。

3、所述測量固定支架包括主架身，所述主架身上設有多個架身定位孔、架身固定孔和測量組件固定孔，所述主架身上部設有水平觀測泡，所述架身定位孔設有四個，位于方形測量固定支架的四角，所述架身固定孔設有四個，位于方形測量固定支架四個邊框的中間位置，所述測量組件固定孔設有四個，兩兩對稱設在所述測量組件所在固定支架兩側，所述水平觀測泡在所述測量組件所在固定支架兩側設置。

4、所述上承臺與下承臺連接的凹球面內設有潤滑脂，所述潤滑脂為石墨鈣基潤滑脂。

5、所述測量組件包括光學顯微量測鏡頭，所述光學顯微量測鏡頭固定連接有量測組件固定桿，所述量測組件固定桿頂部設有緊固套筒，所述量測組件固定桿通過緊固套筒與測量固定支架固定連接。

6、所述光學顯微量測鏡頭為高精度光學顯微量測鏡頭，放大倍率在1倍至100000倍之間連續可調，特征圖像像素不低于300萬，所述量測組件固定桿上端為雙山型帶絲螺桿。

7、所述標桿為可折疊標桿。

8、一種混凝土泊松比的測量方法，使用如上所述一種混凝土泊松比的測量裝置，包括以下步驟：

9、s1：將試件承臺放置到壓力試驗機上，伸出下承臺上的四把可伸縮標尺，使四把可伸縮標尺至試驗機下壓板四角的伸出量一致，保證試件承臺位于試驗機下壓板的中心位置；

10、s2：取出待測混凝土試件，放置在試件承臺上，當采用150mm×l5omm×300mm的棱柱體試件時，試件底面尺寸與試件承臺相同，使待測混凝土試件底面與下承臺完全貼合；當采用?150mm×300mm的圓柱體試件時，使待測混凝土試件底面完全位于上承臺圓形淺槽內，保證試件受力的均勻性；

11、s3：啟動壓力試驗機，按照0.5mpa/s~0.8mpa/s的速度破碎待測混凝土試件，連續破碎三塊，分別獲得三塊混凝土試件的軸心抗壓強度荷載值，再將這三塊混凝土試件的荷載值按算術平均值法計算記為f，即為混凝土試件的破壞荷載；

12、s4：取出待測混凝土試件，調節測量固定支架處于水平狀態，并固定測量固定支架處于穩定狀態；將光學顯微測量模塊安裝在固定測量固定支架上，重復步驟s1、步驟s2將裝好測量固定支架及光學顯微測量模塊的待測混凝土試件放入壓力試驗機中；

13、s5：開啟壓力試驗機預加載，載荷至基準應力為0.5mpa的初始荷載值f0，保持恒載60s，然后立即連續均勻地加荷至應力為0.4f，反復預壓三次，在預壓過程中，觀察試驗機量測數據分析計算元件中橫向應變與豎向應變測值是否正常，如有必要應予調整；

14、s6：預加載結束后進行正式試驗，啟動壓力機對待測混凝土試件進行加荷，加荷速度與預加載階段相同，分析光學顯微測量模塊采集的影像數據，計算待測混凝土試件在不同荷載下的橫向應變及豎向應變，并將兩側光學顯微測量模塊采集到的同類數據進行算術平均；

15、s7：以f0至0.5f的豎向應變值為x軸，以f0至0.5f相對應的橫向應變值為y軸，繪制橫向應變/豎向應變散點圖，在散點圖中畫出相應的趨勢線，并計算出橫向應變與豎向應變的二元一次關系式，如式1，關系式中系數a即為混凝土的泊松比

16、 ?????????????????????????（1）

17、式中：yf?為試件加荷為f時對應的橫向應變值；xf為試件加荷為f時對應的豎向應變值；a?為混凝土泊松比；b?為待定系數。

18、本發明的技術效果在于：1.本發明通過試件承臺快速定位待測混凝土試件放置位置，保證待測混凝土試件位于壓力機中心位置，不偏壓；2.本發明采用光學顯微測量模塊測得混凝土的實際變形，相比電阻應變片測量精度高，偏差??；3.本發明通過不同荷載下的橫向應變及豎向應變擬合回歸得到待測混凝土試件的泊松比，相比現有的單點計算，可以減小試驗誤差。

19、以下將結合附圖進行進一步的說明。

技術特征：

1.一種混凝土泊松比的測量裝置，其特征在于：包括試件承臺（1）和光學顯微測量模塊（2），所述試件承臺（1）包括下承臺（101）、可伸縮標尺（102）和上承臺（103），所述下承臺（101）上表面中心位置設有凹球面，所述上承臺（103）上表面有圓形淺槽，下表面設有與下承臺（101）凹球面契合的為凸球面，所述可伸縮標尺（102）位于下承臺（101）的四個對角線方向，所述光學顯微測量模塊（2）設置在上承臺（103）頂部，包括測量固定支架（201）、測量組件（202）、標桿（203）和緊固螺栓（204），所述測量固定支架（201）為方形框架，所述測量固定支架（201）四個邊框的中間位置分別設有緊固螺栓（204），所述緊固螺栓（204）用于對上承臺（103）上設置的待測混凝土試件進行固定，所述測量組件（202）有兩個，對稱設置在測量固定支架（201）下部左右兩側，所述標桿（203）有四個，分別設置在測量固定支架（201）四個邊框夾角位置。

2.根據權利要求1所述一種混凝土泊松比的測量裝置，其特征在于：所述測量固定支架（201）包括主架身（2011），所述主架身（2011）上設有多個架身定位孔（2012）、架身固定孔（2013）和測量組件固定孔（2014），所述主架身（2011）上部設有水平觀測泡（2015），所述架身定位孔（2012）設有四個，位于方形測量固定支架（201）的四角，所述架身固定孔（2013）設有四個，位于方形測量固定支架（201）四個邊框的中間位置，所述測量組件固定孔（2014）設有四個，兩兩對稱設在所述測量組件（202）所在固定支架（201）兩側，所述水平觀測泡（2015）在所述測量組件（202）所在固定支架（201）兩側設置。

3.根據權利要求1所述一種混凝土泊松比的測量裝置，其特征在于：所述上承臺（103）與下承臺（101）連接的凹球面內設有潤滑脂，所述潤滑脂為石墨鈣基潤滑脂。

4.根據權利要求1所述一種混凝土泊松比的測量裝置，其特征在于：所述測量組件（202）包括光學顯微量測鏡頭（2021），所述光學顯微量測鏡頭（2021）固定連接有量測組件固定桿（2023），所述量測組件固定桿（2023）頂部設有緊固套筒（2024），所述量測組件固定桿（2023）通過緊固套筒（2024）與測量固定支架（201）固定連接。

5.根據權利要求4所述一種混凝土泊松比的測量裝置，其特征在于：所述光學顯微量測鏡頭（2021）為高精度光學顯微量測鏡頭，放大倍率在1倍至100000倍之間連續可調，特征圖像像素不低于300萬，所述量測組件固定桿（2023）上端為雙山型帶絲螺桿。

6.根據權利要求1所述一種混凝土泊松比的測量裝置，其特征在于：所述標桿（203）為可折疊標桿。

7.一種混凝土泊松比的測量方法，使用如權利要求1所述一種混凝土泊松比的測量裝置，其特征在于：包括以下步驟：

技術總結
本發明屬于混凝土泊松比測量技術領域，特別涉及一種混凝土泊松比的測量裝置及測量方法。一種混凝土泊松比的測量裝置，包括試件承臺和光學顯微測量模塊，試件承臺包括下承臺、可伸縮標尺和上承臺，光學顯微測量模塊設置在上承臺頂部，包括測量固定支架、測量組件、標桿和緊固螺栓，測量固定支架四個邊框的中間位置分別設有緊固螺栓，緊固螺栓用于對上承臺上設置的待測混凝土試件進行固定，測量組件對稱設置在測量固定支架下部左右兩側，標桿設置在測量固定支架四個邊框夾角位置。本發明通過試件承臺快速定位待測混凝土試件位置，保證待測混凝土試件位于壓力機中心位置，不偏壓，采用光學顯微測量模塊測得混凝土實際變形，測量精度高，偏差小。

技術研發人員：樊李浩,吳文博,胡煒,趙坤龍,桑超,閔永濤,邢依帆
受保護的技術使用者：中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28