[發明專利]一種基于靜磁場檢測的巖砼結構體穩定性監測預警方法

在審

• 申請號: 202110609178.6
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113405450A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 邱黎明;宋大釗;何學秋;殷山;李振雷;李杰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01B7/24
• 分類號: G01B7/24;G01N3/02;G01N3/06;G01N3/08;G08B21/18
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;付忠林

本發明公開了一種基于靜磁場檢測的巖砼結構體穩定性監測預警方法，該方法包括：以混凝土和磁性材料制備磁性混凝土試件；在待監測巖砼結構體上開挖與試件等體積，用于容納試件的空腔；在空腔的正前方固定磁場傳感器，并測試當前環境磁場強度；將試件放入空腔內；利用磁場傳感器測試空腔內試件的磁場強度，直到磁場傳感器的數據穩定，讀取空腔內試件的初始磁場強度；定期測試試件受壓變形過程的磁場強度；基于試件的磁場強度的變化率，根據預設的判別準則，判斷待監測巖砼結構體的穩定性，實現對待監測巖砼結構體穩定性的監測與預警。本發明具有測試成本小，敏感性強以及精確度高等優點。

技術領域

本發明涉及建筑、橋梁、礦井及隧道等巖砼結構體穩定性監測技術領域，特別涉及一種基于靜磁場檢測的巖砼結構體穩定性監測預警方法。

背景技術

近年來，經常出現建筑、橋梁、礦井及隧道等巖石或者混凝土結構體在應力作用下發生失穩的問題，嚴重威脅著巖土工程的安全。對巖砼結構穩定性進行監測，及時發現失穩危險并進行預警，是防治巖土工程災害的重要途徑。

目前，對于巖砼結構體穩定性的監測技術主要是利用測斜儀測量結構的位移變化，或者利用支護或圍護結構的變形量或沉降量反映結構體外部的位移變化來實現，不能反映巖砼結構體內部的變化，存在監測結果可靠性不足等問題。

發明內容

本發明提供了一種基于靜磁場檢測的巖砼結構體穩定性監測預警方法，以解決現有的巖砼結構體穩定性監測預警方法不能反映巖砼結構體內部的變化，監測結果可靠性不足的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種基于靜磁場檢測的巖砼結構體穩定性監測預警方法，包括：

以混凝土和磁性材料制備磁性混凝土試件；

在待監測巖砼結構體上開挖與所述試件相適配，用于容納所述試件的空腔；

在所述空腔正前方預設距離處固定磁場傳感器，測試當前環境磁場強度H₀；

將所述試件放入所述空腔內；

利用所述磁場傳感器測試所述空腔內的所述試件的磁場強度，直到所述磁場傳感器的數據穩定，讀取所述空腔內的所述試件的初始磁場強度H₁；

按照預設周期，定期測試所述試件受壓變形過程的磁場強度H_t；

基于所述試件的磁場強度的變化率，根據預設的判別準則，判斷待監測巖砼結構體的穩定性，實現對待監測巖砼結構體穩定性的監測與預警；其中，所述預設的判別準則為：所述試件的磁場強度變化率μ＝(H_t－H₁)/(H₁－H₀)越大，巖砼結構體越不穩定，當μ大于等于設定閾值時，巖砼結構體有失穩的危險。

進一步地，所述以混凝土和磁性材料制備磁性混凝土試件，包括：

將混凝土與磁性材料按質量比例5:1混合，并利用振動棒攪拌均勻；

將混凝土與磁性材料的混合物料放入模具中加水澆筑成型，并進行養護；

從所述模具中取出養護好的混凝土塊，利用切割機從所述混凝土塊中部切出樣品，并利用磨光機將所述樣品打磨為外表面光滑的長方體試件。

進一步地，所述混凝土為標號C80的混凝土；所述磁性材料為直徑1mm的鐵鎳合金顆粒；所述模具的容積在20cm³以上；在將混凝土與磁性材料的混合物料放入模具中加水澆筑成型，并進行養護時，養護天數為28天以上。

進一步地，所述長方體試件的尺寸為10mm×5mm×5mm。