一种混凝土绝对应力的测量装置及方法

文档序号:8542235阅读:303来源:国知局
一种混凝土绝对应力的测量装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及混凝±应力测量领域,特别设及一种混凝±绝对应力的测量装置及方 法。
【背景技术】
[0002] 混凝±是一种很复杂的复合材料,通常将水泥凝胶和沙子组成的砂浆作为均匀各 向同性的连续介质,而混凝±则看作是砂浆和骨料组成的两相复合材料。根据混凝±应 力-应变曲线,在低应力状态下,混凝±呈现一定的线弹性,而在应力较大时,则表现出明 显的非线性。声弹性理论表明,超声波波速是与应力状态有关的现象,不论在弹性范围还是 在非线性应力应变范围均存在。
[0003] 目前,国内外对于混凝±声学特性的研究主要集中在零应力状态下,但由于混凝 ±本身的复杂性,对于其受载状态下声学特性的研究还不多。目前对于混凝±结构应力的 测量方法并不多,有通过在表面布置应变片来进行表面测量,也有在结构内部预埋振弦式 传感器等方式来进行测量,但无论哪种测量方式,都无法准确、完整地反映出混凝±结构内 部的真实应力状态。一种能够准确快速的测量混凝±内部绝对应力的装置及方法亟需开 发。

【发明内容】

[0004] 为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种混凝±绝对应力的测量装置及方 法,其具有准确、快速、简便及能够实现无损测量等优点。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是;一种混凝±绝对应力的测量装置, 包括第一不诱钢管和第二不诱钢管,其特征在于,第一不诱钢管的端口A和端口B均为开 口,第二不诱钢管垂直设置在靠近端口B的第一不诱钢管的侧面,第二不诱钢管的端口C为 开口并与第一不诱钢管相连通,第二不诱钢管的端口D密封;第一不诱钢管内部,靠近端口 A的位置处设置有第一超声波接收探头,端口C的上方位置处设置有超声波发射探头;第二 不诱钢管内部,靠近端口D的位置处设置有第二超声波接收探头。
[0006] 优选的,所述第一不诱钢管和第二不诱钢管内壁设置有一层发泡塑料,用于将管 内的混凝±材料与不诱钢管的内壁隔离,消除不诱钢管产生的应变对于内部混凝±材料造 成的影响,从而防止给应力测量带来误差。
[0007] 优选的,所述发泡塑料的厚度为3毫米。
[000引优选的,所述第一不诱钢管及第二不诱钢管上与第一超声波接收探头、超声波发 射探头、第二超声波接收探头的位置相对应处分别设置有固定孔,固定孔上设置有螺杆,螺 杆一端与与相应探头上的螺孔连接,另一端从固定孔伸出,使用螺母对相应探头进行梓紧 固定。
[0009] 一种利用上述装置的混凝±绝对应力的测量方法,包括按顺序进行的如下步骤:
[0010] 步骤[1]在诱筑混凝±时,将上述装置预先埋置在预定的位置,通过捆绑在混凝 ±结构的钢筋上实现固定,然后诱筑混凝±,诱筑完毕后,第一不诱钢管内部的混凝±材料 通过端口A及端口B与周围的混凝±结构直接连接,第二不诱钢管由于其端口D封闭,其内 部混凝±材料与装置外部的混凝±结构相隔离;
[0011] 步骤[2]使用超声检测设备对超声波发射探头进行激励,由第二超声波接收探头 来接收,获取混凝上构件无应力状态下的超声波传播速度V。;
[0012] 步骤[3]使用超声检测设备对超声波发射探头进行激励,由第一超声波接收探头 来接收,对沿0 1方向传播的超声波进行测量,获取沿混凝±结构主应力0 1方向传播的超 声波的传播速度Vt;
[0013] 步骤[4]根据下述公式计算得出混凝±结构内部在0 1方向上的绝对应力0 1的 大小:
[0014]
【主权项】
1. 一种混凝土绝对应力的测量装置,包括第一不锈钢管和第二不锈钢管,其特征在于: 第一不锈钢管的端口 A和端口 B均为开口,第二不锈钢管垂直设置在靠近端口 B的第一不 锈钢管的侧面,第二不锈钢管的端口 C为开口并与第一不锈钢管相连通,第二不锈钢管的 端口 D密封;第一不锈钢管内部,靠近端口 A的位置处设置有第一超声波接收探头,端口 C 的上方位置处设置有超声波发射探头;第二不锈钢管内部,靠近端口 D的位置处设置有第 二超声波接收探头。
2. 根据权利要求1所述的一种混凝土绝对应力的测量装置,其特征在于:所述第一不 锈钢管和第二不锈钢管内壁设置有一层发泡塑料。
3. 根据权利要求2所述的一种混凝土绝对应力的测量装置,其特征在于:所述发泡塑 料的厚度为3毫米。
4. 根据权利要求1或2所述的一种混凝土绝对应力的测量装置,其特征在于:所述第 一不锈钢管及第二不锈钢管上与第一超声波接收探头、超声波发射探头、第二超声波接收 探头的位置相对应处分别设置有固定孔,固定孔上设置有螺杆,螺杆一端与与相应探头上 的螺孔连接,另一端从固定孔伸出,使用螺母对相应探头进行拧紧固定。
5. -种利用权利要求1所述装置的混凝土绝对应力的测量方法,包括按顺序进行的如 下步骤: 步骤[1]在浇筑混凝土时,将上述装置预先埋置在预定的位置,通过捆绑在混凝土结 构的钢筋上实现固定,然后浇筑混凝土,浇筑完毕后,第一不锈钢管内部的混凝土材料通过 端口 A及端口 B与周围的混凝土结构直接连接,第二不锈钢管由于其端口 D封闭,其内部混 凝土材料与装置外部的混凝土结构相隔离; 步骤[2]使用超声检测设备对超声波发射探头进行激励,由第二超声波接收探头来接 收,获取混凝土构件无应力状态下的超声波传播速度V。; 步骤[3]使用超声检测设备对超声波发射探头进行激励,由第一超声波接收探头来接 收,对沿σ 1方向传播的超声波进行测量,获取沿混凝土结构主应力〇 1方向传播的超声波 的传播速度vt; 步骤[4]根据下述公式计算得出混凝土结构内部在〇 1方向上的绝对应力〇 1的大 小:
式中,K为超声波的声弹性系数,σ 2为0。
【专利摘要】本发明提供了一种混凝土绝对应力的测量装置及方法,包括第一不锈钢管和第二不锈钢管,第一不锈钢管的端口A和端口B均为开口,第二不锈钢管垂直设置在靠近端口B的第一不锈钢管的侧面,第二不锈钢管的端口C为开口并与第一不锈钢管相连通,第二不锈钢管的端口D密封;第一不锈钢管内部,靠近端口A的位置处设置有第一超声波接收探头,端口C的上方位置处设置有超声波发射探头;第二不锈钢管内部,靠近端口D的位置处设置有第二超声波接收探头。本发明能够准确、完整地测量出混凝土结构内部的真实应力状态,且测量操作简单、快速,且能够实现无损测量。本发明所述装置结构简单,制作成本低,实用性高,使用简单方便。
【IPC分类】G01L1-25
【公开号】CN104864990
【申请号】CN201510342273
【发明人】张兴斌
【申请人】中冶建筑研究总院有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月18日
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