[發明專利]測量內生變形的裝置

有效

• 申請號: 201780031104.0
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN109154490B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 帕斯卡爾·卡薩里;諾爾迪內·萊克勞;伊維斯·普扎因特;達瑪里斯·羅塞蒂
• 申請（專利權）人: 國家科學研究中心;南特大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆;李有財

用于在結構從液相轉變為固相的過程中測量所述結構(1)的內生變形的裝置，所述裝置包括：?適合嵌入結構中的單軸測試體(5)；?附接到測試體內部的變形測量光纖(7)；?連接到測量光纖(7)的系統(9，10，11)，其適合檢測代表測量光纖變形的信號，并且適合通過所述信號以及通過測試體(5)的材料的已知力學性能確定內生變形，測試體，其剛性在2至5吉帕斯卡之間。

技術領域

本發明涉及到用于在結構凝固階段測量所述結構的內生局部變形的裝置。

背景技術

在諸如大壩、核電站、橋梁、隧道等的土木工程的建筑中非常普遍使用的以及通常涉及力學的相關領域中的結構，通常在其施工期間以及在其整個使用壽命中都承受機械應力。施加這些應力導致這些結構的體積內的變形，從而可能改變它們的力學性能。構成結構的材料的自收縮，即源于結構主體內部的收縮，在結構創建期間，例如在創建由低水/水泥比的水泥基體構成的結構期間，特別成問題，并且是導致材料過早開裂的原因。實際上，自干燥產生的毛細管壓力可以達到非常高的值(據1995年華等人所說，為幾兆帕斯卡(MPa))。一些研究已經表明，在凝固階段的第一天發生的內生收縮代表在長期內材料的內生變形中非常重要的一部分：在最初的24小時之后，內生變形可以達到40％以上(Baroghel-Bouny和Kheirbek，2001年)，或者對于一些高性能混凝土而言，在內生條件下成熟一年后測量的變形達到80％以上(Lee等人，2003年)。

為了監測這些結構的質量，必須能夠測量這些結構在材料從液相(糊狀)變為固相的最初幾天，在一至四天之間，最好是在前三天期間在這些結構中發生的變形的演化。

結構變形的演化以及對作用在結構上的應力估算，可以通過放置在結構外表面上的裝置來監測，例如用于變形的視覺指示器或對這些結構表面的變形敏感的機械傳感器(FR2855210)。通過在結構的體積內集成單軸傳感器或“測量光纖”，例如光纖(WO2006127034)，可以估計結構內的變形測量。然而，充其量，這些方法只允許估計施加在置于監測體積中的光纖中的應力或變形分量沿傳感器軸線的平均值。最后，將傳感器直接集成到監測結構中可導致削弱所述結構，這是由于傳感器附近的結構的體積中的應力分布發生變化，傳感器的特定形狀可能導致有助于傳感器周圍裂紋萌生的局部應力集中。

發明內容

本發明的目的是提高結構內局部發生的內生變形的測量的質量和可靠性。特別地，本發明的目的在于提高在結構固化過程中在結構內局部發生的內生變形的測量的質量和可靠性。

為此目的，提供一種用于在結構從液相轉變為固相的過程中測量所述結構的內生變形的裝置，所述裝置包括：

在第一端與第二端之間延伸的至少一個單軸測試體，所述至少一個測試體適合嵌入所述結構中，并且是由具有已知力學性能的均質柔性材料制成的，

變形測量光纖，其附接到所述至少一個測試體內部，以便于把所述至少一個測試體的變形傳遞到所述測量光纖，

連接到所述測量光纖的系統，其適合檢測來自所述測量光纖的代表所述測量光纖變形的信號，并且適合通過至少一個所檢測的信號以及通過所述測試體的材料的已知力學性能確定內生變形，

至少一個測試體的剛性介于2至5吉帕斯卡(GPa)之間。

關于結構本身的材料的力學性能，可以是假設材料良好的物理力學性能。

這一點參考測試體的剛性，但是同樣可以參考所述測試體的組件材料的楊氏模量。

作為選擇，這一點可以參考應力或應變，假設這兩個量通過機械行為定律相關。

關于所確定的內生變形和應力，它們是在沒有測量裝置的情況下，在測量水平下結構中存在的值(換言之，如果結構的組成材料在該位置尚未被測試體代替)，因此是在測試體附近的相同值。

因此，測量裝置是非侵入性的，廉價的，并且易于在現場實施。