[發(fā)明專利]一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310058780.4
• 申請日: 2023-01-14
• 公開（公告）號: CN116295925A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張睿;李子昌;曹豐澤;李明;劉元廣;楊社亞;林鵬;潘新波;婁威立;聶宇辛;王雙杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電第十一工程局有限公司;清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;G01K1/02;G06F30/23;G06F30/13;G06F17/11;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 徐璞

1.一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

采用預(yù)埋式數(shù)字測溫傳感器，采集溫度數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)，計算溫度空間差值和溫度時間差值，確定溫度分布規(guī)律；

根據(jù)所述溫度分布規(guī)律，確定溫度梯度監(jiān)測區(qū)；

對所述溫度梯度監(jiān)測區(qū)進(jìn)行分區(qū)域的溫度分析，確定監(jiān)測串點的溫度變化；

基于所述溫度變化，依次從水平方向和豎直方向分別對各區(qū)域進(jìn)行溫度空間梯度分析，確定溫度空間梯度變化，所述溫度空間梯度變化包括水平方向溫度空間梯度變化和豎直方向溫度空間梯度變化；

對混凝土不同齡期溫度值歸一化處理，得到無量綱參數(shù)；

基于所述溫度變化和所述無量綱參數(shù)對各區(qū)域進(jìn)行溫度時間梯度分析，確定各區(qū)域中測點的溫度時間系數(shù)；

基于所述溫度變化、所述溫度空間梯度變化和所述溫度時間系數(shù)，采用克里金差值法重構(gòu)溫度場分布，得到目標(biāo)溫度場分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法，其特征在于，根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)，計算溫度空間差值和溫度時間差值，確定溫度分布規(guī)律步驟，包括：

根據(jù)所述溫度空間插值和所述溫度的時間差值，定義空間梯度和時間梯度；

溫度是空間和時間的連續(xù)函數(shù)，梯度概念為描述事物量在空間分布均勻性，

通過離散化計算空間某點沿某一方向的溫變梯度，同時除以絕熱溫升進(jìn)行歸一化處理；

定義溫變梯度的模，評價時間梯度空間分布的非均勻程度，定義時間梯度在空間的分布規(guī)律。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述溫度梯度監(jiān)測區(qū)由混凝土中心高度至上表面所形成的區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述監(jiān)測串點包括靠近上表面區(qū)域水平監(jiān)測串點，靠近中心區(qū)域水平監(jiān)測串點，以及豎向高度串點。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法，其特征在于，基于所述溫度變化、所述溫度空間梯度變化和所述溫度時間系數(shù)，采用克里金差值法重構(gòu)溫度場分布，得到目標(biāo)溫度場分布步驟之后，還包括：

基于重構(gòu)的目標(biāo)溫度場分布，采用非耦合熱應(yīng)力仿真方法，計算混凝土溫度場；

根據(jù)所述混凝土溫度場進(jìn)行溫度應(yīng)力計算。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法，其特征在于，根據(jù)所述混凝土溫度場進(jìn)行溫度應(yīng)力計算步驟，包括：

根據(jù)所述混凝土溫度場，建立填芯混凝土計算網(wǎng)絡(luò)模型；

基于所述填芯混凝土計算網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行有限元計算，得到填芯混凝土的應(yīng)力分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度在線監(jiān)測方法，其特征在于，根據(jù)所述混凝土溫度場進(jìn)行溫度應(yīng)力計算步驟，還包括：

根據(jù)所述混凝土溫度場，引入廣義胡克定律，并采用熱彈性力學(xué)基本方程進(jìn)行熱應(yīng)力計算。

8.一種用于超大混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括邊端和云端，所述云端與所述邊端之間通過網(wǎng)絡(luò)通訊連接，其中，所述邊端包括預(yù)埋式數(shù)字測溫傳感器、無線實時傳輸裝置和端網(wǎng)關(guān)，所述預(yù)埋式數(shù)字測溫傳感器通過所述無線實時傳輸裝置與所述端網(wǎng)關(guān)相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)埋式數(shù)字測溫傳感器采用JDC-2型號。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述邊端還包括RS485總線，所述RS485總線用于連接所述預(yù)埋式數(shù)字測溫傳感器和所述端網(wǎng)關(guān)。