[發明專利]一種路面內部剪切應力測量方法

在審

• 申請號: 201810200612.3
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108426662A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 曹衛鋒;商鐵林;拓耀飛;文小燕
• 申請（專利權）人: 榆林學院
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種路面內部剪切應力測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：選取測量點在直角坐標系(x,y,z)中的六個應變方向；

步驟2：在測量點布設傳感器，測量六個不同方向的應變；

步驟3：將傳感器測量得到的應變值帶入彈性力學中斜截面上應變的公式：

令i方向的方向余弦為l_i,m_i,n_i(i＝1,2,…,6)，利用測得的六個方向應變ε_i(i＝1,2,3,4,5,6)，計算出測量點在直角坐標系(x,y,z)中的六個應變分量ε_x,ε_y,ε_z,γ_xy,γ_yz,γ_zx；

再根據彈性力學三維本構關系，計算出路面內部測量點處的剪切應力：

其中，E為拉壓彈性模量；μ為泊松比。

2.根據權利要求1所述的路面內部剪切應力測量方法，其特征在于，步驟1所述的六個應變方向分別選取：1方向沿著x軸方向，方向余弦為1,0,0；2方向沿著y軸方向，方向余弦為0,1,0；3方向沿著z軸方向，方向余弦為0,0,1；4方向沿OA方向，方向余弦為1；5方向沿OB方向，方向余弦為0,6方向沿OC方向，方向余弦為

對通過方向余弦構成系數矩陣的行列式進行計算：

M不等于零，方程有解，說明該應變方位的選取合理。

3.根據權利要求2所述的路面內部剪切應力測量方法，其特征在于，步驟2所述的傳感器布設方法如下：將傳感器劃分為三部分，第一部分測量1,2,3,4方向的應變，該傳感器在I測量點；第二部分測量5方向的應變，該傳感器在II測量點，第三部分測量6方向的應變，該傳感器在III測量點；其中，在Ⅰ測量點布設一個三維傳感器和一個一維傳感器，三維傳感器測量1,2,3方向的應變，一維傳感器測量4方向的應變；Ⅱ測量點布設一個一維傳感器，測量5方向的應變；Ⅲ測量點布設一個一維傳感器，測量6方向的應變。

4.根據權利要求1所述的路面內部剪切應力測量方法，其特征在于，步驟2所述的傳感器在布設時，首先埋設在瀝青磚中，然后再根據路面施工進度，鋪設在響應的測量斷面。

5.根據權利要求4所述的路面內部剪切應力測量方法，其特征在于，采用結構尺寸為(125×125×37)mm的三維傳感器，一塊瀝青磚的結構尺寸是(300×300×50)mm，將瀝青磚按照尺寸為(100×100×50)mm劃分為9塊，在每塊中間埋設一個一維傳感器后分隔；再將每一小塊切斜切割，使埋設在其中的一維傳感器與瀝青磚的上下兩個面成30°夾角。

6.根據權利要求4所述的路面內部剪切應力測量方法，其特征在于，步驟2所述的傳感器在布設時，首先將小瀝青磚埋設到大瀝青磚中，使小瀝青磚與大瀝青磚的邊平行，保證空間傾斜30°的夾角；埋設時將一個一維傳感器的小瀝青磚水平放置，然后加入瀝青混合料制作成大瀝青試件，用來測量5方向的應變；埋設時將一個一維傳感器的小瀝青磚垂直放置，然后加入瀝青混合料制作成大瀝青試件，用來測量6方向的應變。