[發(fā)明專利]一種透水混凝土孔隙檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110556840.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113155707A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋英輝;李強(qiáng);紀(jì)有全;黃凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林省大洋高新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 重慶百潤(rùn)洪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉澤正

本發(fā)明提出了一種透水混凝土孔隙檢測(cè)方法，采集透水混凝土試件，用粗骨料粒填滿透水混凝土試件的孔隙，將透水混凝土試件在浸水半飽條件下進(jìn)行切片掃描，得到多張透水混凝土二維切片圖；在三維可視化軟件中導(dǎo)入透水混凝土二維切片圖，自動(dòng)重構(gòu)成3D連通孔隙模型；采用ICEM網(wǎng)格劃分軟件修補(bǔ)連通孔隙模型，最終得到較高質(zhì)量和數(shù)量的網(wǎng)格；定義連通孔隙模型的出口、入口和壁面，導(dǎo)入到FLUENT設(shè)置參數(shù)進(jìn)行滲流模擬，根據(jù)滲流坡度公式J,計(jì)算滲流速度q，最后計(jì)算孔隙率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透水混凝土孔隙檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)逐步完善，許多城市被大量封閉式的基礎(chǔ)設(shè)施及不透水的混凝土路面所覆蓋，導(dǎo)致了城市雨天的排水途徑只能通過(guò)城市排水系統(tǒng)排除，我國(guó)部分城市每年的降水量巨大，而城市排水系統(tǒng)的泄流能力有限，造成雨天城市常有路面積水的問(wèn)題產(chǎn)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成交通癱瘓。透水混凝土是一種具有一定貫通孔隙，能夠使水自然透過(guò)的多孔生態(tài)型混凝土。相較于普通混凝土，透水混凝土具有較大的孔隙率，介于15％～25％之間，透水系數(shù)在1～15mm/s之間。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了加強(qiáng)對(duì)透水混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，將透水混凝土試件切割為數(shù)層，利用相機(jī)拍照獲取截面圖像，將圖像進(jìn)行二值化處理以區(qū)分孔隙和固相材料，然后將孔隙擬合為圓形提取其等效半徑，孔隙面積；這種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且會(huì)造成孔隙結(jié)構(gòu)破壞，且僅提取截面圖像，圖像數(shù)量一般僅有幾張，隨機(jī)性大，無(wú)法全面反映透水混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙特征。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種透水混凝土孔隙檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一，采集透水混凝土試件，尺寸為10cm×10cm×10cm；

步驟二，用粗骨料粒填滿透水混凝土試件的孔隙，除去多余的粗骨料粒；

步驟三，將透水混凝土試件在浸水半飽和條件下進(jìn)行切片掃描，得到多張透水混凝土二維切片圖；

步驟四，在三維可視化軟件中導(dǎo)入透水混凝土二維切片圖，自動(dòng)重構(gòu)成3D連通孔隙模型；

步驟五，采用ICEM網(wǎng)格劃分軟件修補(bǔ)連通孔隙模型，進(jìn)行幾何拓?fù)湟约胺墙Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，再借助三維可視化軟件進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分，定義邊界條件，最終得到較高質(zhì)量和數(shù)量的網(wǎng)格；

步驟六，定義連通孔隙模型的出口、入口和壁面，導(dǎo)入到FLUENT設(shè)置參數(shù)進(jìn)行滲流模擬，

步驟七，根據(jù)滲流坡度公式J,計(jì)算滲流速度q：

其中，Δp為壓力入口和壓力出口的壓力差值；Δt為模型的尺寸，μ為動(dòng)力粘滯系數(shù)；k為水在透水混凝土中的滲流率；ρ為流體密度,β為滲流系數(shù)；q為模型的滲流速度，

根據(jù)滲流速度q，計(jì)算孔隙率n:

n＝q/v

其中，v為水流孔隙中流動(dòng)的實(shí)際速度。

進(jìn)一步地，在步驟四中的重構(gòu)成3D連通孔隙模型之后，進(jìn)行中值濾波去除噪點(diǎn)，采用二值化圖像分割，使孔結(jié)構(gòu)與混凝土呈現(xiàn)兩種辨識(shí)度高的顏色。

進(jìn)一步地，在進(jìn)行二值化圖像分割之前，利用Photoshop軟件對(duì)圖像銳化，進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理。

進(jìn)一步地，粗骨料粒的比重是3.665,密度為1.665g/cm³，緊密堆積率是37.89％，針入度 8.6％。

進(jìn)一步地，在修補(bǔ)過(guò)程中，同時(shí)要處理三角面的數(shù)量和質(zhì)量，調(diào)整三角面的縱橫比，刪除低質(zhì)量的網(wǎng)格。