[發明專利]一種混凝土損傷定量測量方法

有效

• 申請號: 201810241016.X
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108717063B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 卿龍邦;曹國瑞;丁紹強
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種混凝土損傷定量測量方法，該方法包括以下步驟：

第一步：根據被測物體面積、相機像素大小設定散斑點尺寸信息，然后在被測物體表面噴灑散斑點，完成散斑點制作；

第二步：安裝裝置；將兩部平行線光源固定于固定支座上，根據周圍環境光線明暗程度手動調節光照強度；將采集相機固定于三角支架上，同時采集相機通過導線與圖像后處理模塊相連，安裝好所用裝置；

第三步：開動試驗機，對被測物體進行加載實驗，按照預先設定的采集幀率進行圖像采集；

第四步：根據試驗機輸出的實驗結果曲線信息，均勻選取不同曲線段對應的圖像，然后將挑選出的圖像導入圖像后處理模塊；

第五步：通過圖像后處理模塊對導入的圖像進行圖像處理分析，獲取分析區域內所有計算點的全場應變信息，即各個坐標軸上的主應變信息，在二維應力狀態下還包括xy平面的剪應變；

第六步：圖像后處理模塊根據第五步計算出的全場應變信息，利用式(4)獲取全場損傷因子信息，得到全場損傷因子的分布云圖，

其中，ε_s為被測物體混凝土材料的真實應變，根據主應變信息及xy平面的剪應變計算得到；為混凝土在靜力作用下的損傷閾值應變，由試驗測定；n、k為材料參數，利用式(5)進行計算：

式(5)中，均由試驗測定，

其中ε₁、ε₂、ε₃為3個坐標軸方向上的主應變，由圖像后處理模塊計算得到；在二維平面應力狀態下，有或其中ε_x、ε_y分別為x方向和y方向的主應變，γ_xy為xy平面的剪應變，ε_x、ε_y、γ_xy均由圖像后處理模塊計算得到；E為混凝土的彈性模量；為與峰值應變相對應的峰值應力；

根據全場損傷因子的分布云圖中的全場損傷因子D_s的數值大小判定被測物體的損傷程度，全場損傷因子D_s的數值大小限定在0和1之間，其中0表示混凝土無損傷產生，1表示混凝土完全處于損傷狀態，0～1之間的數字分別表示不同的損傷程度，實現混凝土損傷程度的定量測量。

2.根據權利要求1所述的混凝土損傷定量測量方法，其特征在于，所述圖像后處理模塊的工作界面包括散斑制作子窗口、圖像采集實時顯示窗口、圖像分析窗口和全場損傷因子計算窗口。

3.一種混凝土損傷定量測量裝置，其特征在于該裝置使用權利要求1或2所述的測量方法，包括用于加載被測物體的試驗機、光源、采集相機和用于對采集到的圖像數據進行處理分析的圖像后處理模塊；所述光源采用兩部平行線光源，光源的兩端垂直設置固定支架，固定支架固定在固定支座上，在固定支架朝向光源的內側上從上至下設有若干數量的卡扣，光源通過卡扣能固定在固定支架的任意位置上；所述采集相機固定于三角支架上；所述采集相機通過導線與圖像后處理模塊相連；所述圖像后處理模塊加載在計算機中。