[實(shí)用新型]土木工程墻板結(jié)構(gòu)微動損傷檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220721123.0
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN203299172U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 車愛蘭;陳夢;程成;劉超;馮少孔
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N29/44
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種結(jié)構(gòu)工程檢測，特別是墻板結(jié)構(gòu)的無損檢測，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)在復(fù)雜的服役環(huán)境中，將受到諸于載荷的作用、自然的風(fēng)化作用以及各種突發(fā)性外在因素的影響，面臨著損傷和損傷積累問題。這些損傷的積累勢必會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的使用性能降低或發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。因此，為保證結(jié)構(gòu)的安全，需要建立探測和識別結(jié)構(gòu)損傷的方法，以便能盡早地探測結(jié)構(gòu)損傷的出現(xiàn)、發(fā)生損傷的位置及損傷的程度，對結(jié)構(gòu)實(shí)時進(jìn)行修復(fù)，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。近年來隨著我國大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的展開，大型化復(fù)雜化的土木工程結(jié)構(gòu)不斷增加，工程質(zhì)量事故亦時有發(fā)生。另外，中國古建筑不但是我們東方古建筑藝術(shù)的典范，而且是全人類寶貴的歷史文化遺產(chǎn)。因此針對大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)機(jī)體存在復(fù)雜損傷，表現(xiàn)形態(tài)錯綜復(fù)雜且不直接的土木工程結(jié)構(gòu)，需要建立避免對結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生不良影響而又方便快捷地檢測和識別結(jié)構(gòu)損傷的方法。?

近二十多年來，利用非破壞方法來檢測結(jié)構(gòu)是否存在損傷，并對損傷進(jìn)行定位與評估已成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界、工程界極為關(guān)注且研究活躍的領(lǐng)域。其中利用結(jié)構(gòu)動力特性的變化來進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體損傷檢測的方法與技術(shù)，有著信號易于提取、探測器可以安裝到人們不宜接近的位置等優(yōu)點(diǎn)。微動測試不需要人為施加震源，其擾動來源是大地深處的微小震動，對結(jié)構(gòu)本身幾乎無影響；另外微動測試設(shè)備輕巧、操作簡單，便于在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。通過一定的分析手段可以良好地推斷建筑結(jié)構(gòu)的振動特性（特征值，阻尼系數(shù)，振動模態(tài)等）。因此，理論上，通過比較未損模型以及實(shí)測受損結(jié)構(gòu)的動力參數(shù)用可檢測結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及是否有損傷存在。利用微動測試技術(shù)的土木工程墻板結(jié)構(gòu)損傷檢測方法及系統(tǒng)正是基于以上特性和大量的實(shí)驗而實(shí)用新型的。該技術(shù)的研發(fā)為土木結(jié)構(gòu)損傷檢測提供了一種精度好、效率高、快速便捷的手段，具有重要意義。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種土木工程結(jié)構(gòu)損傷檢測的微動測試系統(tǒng)，主要用于磚砌、混凝土等墻板結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷狀態(tài)無損檢測。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型所提供的損傷檢測的微動測試方法及系統(tǒng)不僅僅能夠適用于土木工程墻板結(jié)構(gòu)，還可以適用于其它結(jié)構(gòu)，同樣屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。?

根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供一種土木工程墻板結(jié)構(gòu)損傷檢測的微動測試系統(tǒng)，包括檢波器、記錄儀、控制器、顯示裝置，其中，所述檢波器和記錄儀連接至所述控制器，所述控制器連接至所述顯示裝置，所述檢波器為動圈式速度型彈性波勘探用檢波器，所述檢波器包括單分量檢波器和/或三分量檢波器，所述記錄儀為彈性波勘探用數(shù)字地震儀。?

優(yōu)選地，還包括墻面連接件，其中，所述墻面連接件包括檢波器連接端和墻面連接端，所述檢波器連接于所述墻面連接件的檢波器連接端。?

優(yōu)選地，還包括測試墻，其中，所述測試墻為磚砌墻體結(jié)構(gòu)，所述檢波器通過所述墻面連接件安裝于所述測試墻，在所述測試墻表面的不同高度和不同水平位置處設(shè)置有多個所述檢波器。?

優(yōu)選地，所述測試墻的厚度為0.75m。?

本實(shí)用新型利用結(jié)構(gòu)動力特性的變化來進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體損傷的定位及定量評價，特別是結(jié)構(gòu)的固有振型包含了更多的損傷信息，利用固有模態(tài)對結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行定位及定量評價要更加準(zhǔn)確。通過比較實(shí)測結(jié)構(gòu)的固有模態(tài)及未損模型的固有模態(tài)評價結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷程度，具有方法簡單直觀、精度好、效率高、成本低等特點(diǎn)。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少包括如下有益效果：?

（1）使用多個檢波器構(gòu)成檢波器組，充分把握結(jié)構(gòu)的整體損傷狀況。?

（2）無須激發(fā)震源，直接采集大地微小震動，對結(jié)構(gòu)無不良影響。?

（3）通過快速傅里葉變換（FFT）獲得記錄數(shù)據(jù)的頻率特性曲線。?

（4）通過定義剛度損失，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷定量評價。?

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：?

圖1為土木工程墻板結(jié)構(gòu)損傷檢測微動法示意圖；?

圖2為檢波器安裝示意圖?

圖3為快速傅里葉變換結(jié)果圖；?

圖4為結(jié)構(gòu)高度—振幅曲線；?

圖5為結(jié)構(gòu)高度—振幅比曲線。?

具體實(shí)施方式

下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。?