一種混凝土絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及混凝±應(yīng)力測量領(lǐng)域，特別設(shè)及一種混凝±絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置及方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝±是一種很復(fù)雜的復(fù)合材料，通常將水泥凝膠和沙子組成的砂漿作為均勻各 向同性的連續(xù)介質(zhì)，而混凝±則看作是砂漿和骨料組成的兩相復(fù)合材料。根據(jù)混凝±應(yīng) 力-應(yīng)變曲線，在低應(yīng)力狀態(tài)下，混凝±呈現(xiàn)一定的線彈性，而在應(yīng)力較大時(shí)，則表現(xiàn)出明 顯的非線性。聲彈性理論表明，超聲波波速是與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的現(xiàn)象，不論在彈性范圍還是 在非線性應(yīng)力應(yīng)變范圍均存在。
[0003] 目前，國內(nèi)外對(duì)于混凝±聲學(xué)特性的研究主要集中在零應(yīng)力狀態(tài)下，但由于混凝 ±本身的復(fù)雜性，對(duì)于其受載狀態(tài)下聲學(xué)特性的研究還不多。目前對(duì)于混凝±結(jié)構(gòu)應(yīng)力的 測量方法并不多，有通過在表面布置應(yīng)變片來進(jìn)行表面測量，也有在結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)埋振弦式 傳感器等方式來進(jìn)行測量，但無論哪種測量方式，都無法準(zhǔn)確、完整地反映出混凝±結(jié)構(gòu)內(nèi) 部的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)。一種能夠準(zhǔn)確快速的測量混凝±內(nèi)部絕對(duì)應(yīng)力的裝置及方法亟需開 發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種混凝±絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置及方 法，其具有準(zhǔn)確、快速、簡便及能夠?qū)崿F(xiàn)無損測量等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是；一種混凝±絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置， 包括第一不誘鋼管和第二不誘鋼管，其特征在于，第一不誘鋼管的端口A和端口B均為開 口，第二不誘鋼管垂直設(shè)置在靠近端口B的第一不誘鋼管的側(cè)面，第二不誘鋼管的端口C為 開口并與第一不誘鋼管相連通，第二不誘鋼管的端口D密封；第一不誘鋼管內(nèi)部，靠近端口 A的位置處設(shè)置有第一超聲波接收探頭，端口C的上方位置處設(shè)置有超聲波發(fā)射探頭；第二 不誘鋼管內(nèi)部，靠近端口D的位置處設(shè)置有第二超聲波接收探頭。
[0006] 優(yōu)選的，所述第一不誘鋼管和第二不誘鋼管內(nèi)壁設(shè)置有一層發(fā)泡塑料，用于將管 內(nèi)的混凝±材料與不誘鋼管的內(nèi)壁隔離，消除不誘鋼管產(chǎn)生的應(yīng)變對(duì)于內(nèi)部混凝±材料造 成的影響，從而防止給應(yīng)力測量帶來誤差。
[0007] 優(yōu)選的，所述發(fā)泡塑料的厚度為3毫米。
[000引優(yōu)選的，所述第一不誘鋼管及第二不誘鋼管上與第一超聲波接收探頭、超聲波發(fā) 射探頭、第二超聲波接收探頭的位置相對(duì)應(yīng)處分別設(shè)置有固定孔，固定孔上設(shè)置有螺桿，螺 桿一端與與相應(yīng)探頭上的螺孔連接，另一端從固定孔伸出，使用螺母對(duì)相應(yīng)探頭進(jìn)行梓緊 固定。
[0009] 一種利用上述裝置的混凝±絕對(duì)應(yīng)力的測量方法，包括按順序進(jìn)行的如下步驟：
[0010] 步驟[1]在誘筑混凝±時(shí)，將上述裝置預(yù)先埋置在預(yù)定的位置，通過捆綁在混凝 ±結(jié)構(gòu)的鋼筋上實(shí)現(xiàn)固定，然后誘筑混凝±，誘筑完畢后，第一不誘鋼管內(nèi)部的混凝±材料 通過端口A及端口B與周圍的混凝±結(jié)構(gòu)直接連接，第二不誘鋼管由于其端口D封閉，其內(nèi) 部混凝±材料與裝置外部的混凝±結(jié)構(gòu)相隔離；
[0011] 步驟[2]使用超聲檢測設(shè)備對(duì)超聲波發(fā)射探頭進(jìn)行激勵(lì)，由第二超聲波接收探頭 來接收，獲取混凝上構(gòu)件無應(yīng)力狀態(tài)下的超聲波傳播速度V。；
[0012] 步驟[3]使用超聲檢測設(shè)備對(duì)超聲波發(fā)射探頭進(jìn)行激勵(lì)，由第一超聲波接收探頭 來接收，對(duì)沿0 1方向傳播的超聲波進(jìn)行測量，獲取沿混凝±結(jié)構(gòu)主應(yīng)力0 1方向傳播的超 聲波的傳播速度Vt;
[0013] 步驟[4]根據(jù)下述公式計(jì)算得出混凝±結(jié)構(gòu)內(nèi)部在0 1方向上的絕對(duì)應(yīng)力0 1的 大?。?br>[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混凝土絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置，包括第一不銹鋼管和第二不銹鋼管，其特征在于： 第一不銹鋼管的端口 A和端口 B均為開口，第二不銹鋼管垂直設(shè)置在靠近端口 B的第一不 銹鋼管的側(cè)面，第二不銹鋼管的端口 C為開口并與第一不銹鋼管相連通，第二不銹鋼管的 端口 D密封；第一不銹鋼管內(nèi)部，靠近端口 A的位置處設(shè)置有第一超聲波接收探頭，端口 C 的上方位置處設(shè)置有超聲波發(fā)射探頭；第二不銹鋼管內(nèi)部，靠近端口 D的位置處設(shè)置有第 二超聲波接收探頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置，其特征在于：所述第一不 銹鋼管和第二不銹鋼管內(nèi)壁設(shè)置有一層發(fā)泡塑料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置，其特征在于：所述發(fā)泡塑 料的厚度為3毫米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混凝土絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置，其特征在于：所述第 一不銹鋼管及第二不銹鋼管上與第一超聲波接收探頭、超聲波發(fā)射探頭、第二超聲波接收 探頭的位置相對(duì)應(yīng)處分別設(shè)置有固定孔，固定孔上設(shè)置有螺桿，螺桿一端與與相應(yīng)探頭上 的螺孔連接，另一端從固定孔伸出，使用螺母對(duì)相應(yīng)探頭進(jìn)行擰緊固定。
5. -種利用權(quán)利要求1所述裝置的混凝土絕對(duì)應(yīng)力的測量方法，包括按順序進(jìn)行的如 下步驟： 步驟[1]在澆筑混凝土?xí)r，將上述裝置預(yù)先埋置在預(yù)定的位置，通過捆綁在混凝土結(jié) 構(gòu)的鋼筋上實(shí)現(xiàn)固定，然后澆筑混凝土，澆筑完畢后，第一不銹鋼管內(nèi)部的混凝土材料通過 端口 A及端口 B與周圍的混凝土結(jié)構(gòu)直接連接，第二不銹鋼管由于其端口 D封閉，其內(nèi)部混 凝土材料與裝置外部的混凝土結(jié)構(gòu)相隔離； 步驟[2]使用超聲檢測設(shè)備對(duì)超聲波發(fā)射探頭進(jìn)行激勵(lì)，由第二超聲波接收探頭來接 收，獲取混凝土構(gòu)件無應(yīng)力狀態(tài)下的超聲波傳播速度V。； 步驟[3]使用超聲檢測設(shè)備對(duì)超聲波發(fā)射探頭進(jìn)行激勵(lì)，由第一超聲波接收探頭來接 收，對(duì)沿σ 1方向傳播的超聲波進(jìn)行測量，獲取沿混凝土結(jié)構(gòu)主應(yīng)力〇 1方向傳播的超聲波 的傳播速度vt; 步驟[4]根據(jù)下述公式計(jì)算得出混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部在〇 1方向上的絕對(duì)應(yīng)力〇 1的大 小：
式中，K為超聲波的聲彈性系數(shù)，σ 2為0。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種混凝土絕對(duì)應(yīng)力的測量裝置及方法，包括第一不銹鋼管和第二不銹鋼管，第一不銹鋼管的端口A和端口B均為開口，第二不銹鋼管垂直設(shè)置在靠近端口B的第一不銹鋼管的側(cè)面，第二不銹鋼管的端口C為開口并與第一不銹鋼管相連通，第二不銹鋼管的端口D密封；第一不銹鋼管內(nèi)部，靠近端口A的位置處設(shè)置有第一超聲波接收探頭，端口C的上方位置處設(shè)置有超聲波發(fā)射探頭；第二不銹鋼管內(nèi)部，靠近端口D的位置處設(shè)置有第二超聲波接收探頭。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確、完整地測量出混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)，且測量操作簡單、快速，且能夠?qū)崿F(xiàn)無損測量。本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，實(shí)用性高，使用簡單方便。
【IPC分類】G01L1-25
【公開號(hào)】CN104864990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510342273
【發(fā)明人】張興斌
【申請(qǐng)人】中冶建筑研究總院有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日