[發(fā)明專利]一種混凝土損傷定量測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810241016.X
• 申請(qǐng)日: 2018-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN108717063B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卿龍邦;曹國(guó)瑞;丁紹強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/95
• 分類號(hào): G01N21/95
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長(zhǎng)杰

本發(fā)明涉及一種混凝土損傷定量測(cè)量方法，該方法能夠根據(jù)相機(jī)像素、鏡頭焦距等相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)信息，獲取建議散斑點(diǎn)尺寸變化范圍，對(duì)分析區(qū)域進(jìn)行全場(chǎng)變形信息的計(jì)算，計(jì)算出全場(chǎng)損傷因子信息，獲得全場(chǎng)損傷因子的分布云圖，根據(jù)云圖進(jìn)而能夠判定被測(cè)物體分析區(qū)域內(nèi)所有位置處的損傷情況，進(jìn)而評(píng)定混凝土結(jié)構(gòu)工作穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土損傷定量測(cè)量方?法。

背景技術(shù)

混凝土在工業(yè)與民用建筑、路橋、大壩等實(shí)際工程中應(yīng)用較為廣泛，是土?木工程領(lǐng)域用量最大的材料，極大推動(dòng)了現(xiàn)代化城市的建設(shè)進(jìn)程。如何根據(jù)混?凝土材料自身的破壞特征，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)工作穩(wěn)定性作出準(zhǔn)確合理評(píng)價(jià)，并及?時(shí)進(jìn)行修復(fù)與加固，保證結(jié)構(gòu)處于正常工作狀態(tài)，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)不受損失，?具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

傳統(tǒng)的強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則認(rèn)為：當(dāng)混凝土材料達(dá)到其極限抗拉或者抗壓強(qiáng)度時(shí)?才會(huì)產(chǎn)生破壞，而混凝土作為一種多相復(fù)合材料，處于養(yǎng)護(hù)期間時(shí)受人工振搗?以及周圍養(yǎng)護(hù)環(huán)境的影響，內(nèi)部已經(jīng)存在許多初始微裂紋缺陷。在正常受力狀?態(tài)下，未達(dá)到其極限拉應(yīng)變或者壓應(yīng)變時(shí)，混凝土內(nèi)部以及外表面微裂紋會(huì)逐?漸擴(kuò)展貫穿。對(duì)于混凝土材料由存在初始微裂紋缺陷到裂縫逐漸擴(kuò)展貫穿直至最終破壞的過程，傳統(tǒng)的強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則已不再適用，而通過斷裂與損傷理論相?結(jié)合的方式，可將混凝土材料的這種損傷斷裂演化過程進(jìn)行完整描述。

李慶斌等(李慶斌,張楚漢.混凝土I型裂縫動(dòng)靜力損傷斷裂分析[J].土木?工程學(xué)報(bào),1993,12(6):20-27.)首次提出了將損傷與斷裂理論進(jìn)行耦合分析，用于判定混凝土工作穩(wěn)定性，但該研究只是針對(duì)無限大板進(jìn)行展開，無法應(yīng)用到?實(shí)際工程領(lǐng)域中。董偉等(Dong?W,Yang?D,Zhou?X,et?al.Experimental?and?numerical?investigations?onfracture?process?zone?of?rock–concrete?interface[J].?FatigueFracture?ofEngineering?MaterialsStructures,2016,40.)通過開展混凝?土三點(diǎn)彎曲梁斷裂試驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合數(shù)字圖像方法，對(duì)不同混凝土試件的斷裂過?程區(qū)特性進(jìn)行了研究，但該研究只是從強(qiáng)度準(zhǔn)則方面來進(jìn)行開展，以混凝土材?料的極限拉應(yīng)變作為判定產(chǎn)生損傷的標(biāo)準(zhǔn)，并未考慮混凝土在極限拉應(yīng)變前產(chǎn)生的損傷，因此并不能準(zhǔn)確描述混凝土材料的真實(shí)變形情況。

因此有必要提出一種混凝土損傷定量測(cè)量方法，通過獲取全場(chǎng)損傷因子信?息，進(jìn)而評(píng)定混凝土結(jié)構(gòu)工作穩(wěn)定性，為混凝土工程結(jié)構(gòu)修復(fù)與加固提供指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在結(jié)合混凝土損傷與斷裂理論，提出一種混凝土損傷定量測(cè)量方?法，該方法能夠結(jié)合混凝土材料自身的破壞特性進(jìn)行損傷評(píng)定，相比以往采用?的強(qiáng)度準(zhǔn)則，能比較準(zhǔn)確的表征混凝土材料的真實(shí)破壞情況，為實(shí)際混凝土結(jié)?構(gòu)工作穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供新思路。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種混凝土損傷定量測(cè)量方法，該方法包括以下步驟：

第一步：根據(jù)被測(cè)物體面積、相機(jī)像素大小設(shè)定散斑點(diǎn)尺寸信息，然后在?被測(cè)物體表面噴灑散斑點(diǎn)，完成散斑點(diǎn)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(jù)周圍環(huán)境?光線明暗程度手動(dòng)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度；將采集相機(jī)固定于三角支架上，同時(shí)采集相?機(jī)通過導(dǎo)線與圖像后處理模塊相連，安裝好所用裝置；

第三步：開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，按照預(yù)先設(shè)定的采集幀?率進(jìn)行圖像采集；

第四步：根據(jù)試驗(yàn)機(jī)輸出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線信息，均勻選取不同曲線段對(duì)應(yīng)?的圖像，然后將挑選出的圖像導(dǎo)入圖像后處理模塊；

第五步：通過圖像后處理模塊對(duì)導(dǎo)入的圖像進(jìn)行圖像處理分析，獲取分析?區(qū)域內(nèi)所有計(jì)算點(diǎn)的全場(chǎng)應(yīng)變信息，即各個(gè)坐標(biāo)軸上的主應(yīng)變信息，在二維應(yīng)?力狀態(tài)下還包括xy平面的剪應(yīng)變；