本发明涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法及装置。
背景技术：
钢管混凝土结构具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能优越、耐火性能好、施工便捷等优势，目前已广泛的应用到国内外的桥梁、建筑、港口码头等结构之中。钢管混凝土组合结构的型式，其力学性能必然会受到混凝土材料、钢筋以及钢护筒材料力学特征的影响。同时，钢护筒与核心混凝土之间的粘结应力会影响钢-混凝土界面的荷载传递机理和内力分布特征，是钢管混凝土组合结构协同受力和变形的保证，因此同样会对组合结构的力学性能产生影响。
传统的钢管混凝土结构在应用上也报露出一些缺陷。当核心混凝土截面面积过大时，由于钢管侧向约束有限，结构可能会出现脆性的剪切破坏，造成整体结构的安全隐患。钢管混凝土组合结构在恒定荷载的作用下，核心混凝土会受到钢护筒和受力钢筋的双重约束作用，由于混凝土和钢材材料特征的不同，核心混凝土和钢护筒的长期变形的差异会导致钢-混凝土界面的滑移，进而影响钢管混凝土组合结构在一段时间恒定荷载作用后的剩余承载能力。这种现象将会严重钢管混凝土桩的性能，严重危害建筑物的安全性和耐久性，使建筑物达不到原有的可靠度。研究钢管跟混凝土是否脱开，并且研究钢管与混凝土分别的受力情况，对影响较大的误差加以控制，从而减少工程误差，这对提高施工质量控制的主动性，保证建筑物的可靠度都有重要的意义。
传统的检测钢管跟混凝土脱开的方法有超声波检测方法。基本原理是在钢管外径的一端利用发射换能器辐射高频振动，经钢管圆心传向钢管外径另一端的接收换能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷形成的界面时就会改变传播方向和路径,其能量就会在缺陷处被衰减,造成超声波到达接收换能器时的声时、声幅、频率的相对变化。超声波检测钢管混凝土就是根据超声波在传播过程中声时、声幅、频率的相对变化,对钢管混凝土的质量进行分析判断。
但是超声波检测管内混凝土缺陷要根据声学参数声时、波幅、相位、频率等参数相应的变化，来判断其内部间隙的位置和大小。而且判别的前提条件是：超声波通过混凝土传播的声时值必须小于直接通过钢管壁绕射的声时值，否则，超声波首波将不穿过混凝土而直接沿钢管壁到达接收探头，就无法判断其内部缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法，以通过更为简单准确、非接触式的手段对钢管混凝土结构进行缺陷检测。
本发明的另一目的在于提供一种对钢管混凝土结构界面状态的检测装置，以通过更为简单准确、非接触式的手段对钢管混凝土结构进行缺陷检测。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法，应用于终端设备，所述终端设备与高清摄像仪连接，所述方法包括：响应用户的操作在所述钢管混凝土结构上设置散斑场；接收所述高清摄像仪采集的由用户在所述散斑场中确定的样本区域的标准图像；接收所述高清摄像仪采集的对所述钢管混凝土结构施加不同大小力后样本区域的目标图像；根据所述标准图像和目标图像分析所述钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开。
第二方面，本发明实施例还提供了一种对钢管混凝土结构界面状态的检测装置，应用于终端设备，所述终端设备与高清摄像仪连接，所述装置包括：设置模块，用于响应用户的操作在所述钢管混凝土结构上设置散斑场；第一接收模块，用于接收所述高清摄像仪采集的由用户在所述散斑场中确定的样本区域的标准图像；第二接收模块，用于接收所述高清摄像仪采集的对所述钢管混凝土结构施加不同大小力后样本区域的目标图像；分析模块，用于根据所述标准图像和目标图像分析所述钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开。
本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法及装置，该对钢管混凝土结构界面状态的检测方法及装置应用于终端设备，该终端设备与高清摄像仪连接。首先，用户在该钢管混凝土结构上设置散斑场，且在该散斑场上设置样本区域，进而由高清摄像仪采集该散斑场的样本区域的图像作为标准图像，在通过其他设备对该钢管混凝土结构施加不同大小力后，再通过高清摄像仪采集该样本区域的图像作为目标图像，进而对该标准图像和目标图像进行对比分析后确定该钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法的流程示意图。
图2示出了本发明实施例提供的钢管混凝土结构上散斑场的示意图。
图3示出了本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法的子步骤的流程示意图。
图4示出了本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测装置的功能模块示意图。
图示：100-对钢管混凝土结构界面状态的检测装置；110-设置模块；120-第一接收模块；130-第二接收模块；140-分析模块；150-位置确定模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法应用于终端设备，该终端设备可以是，但不限于，平板电脑、笔记本电脑等智能电子设备，该终端设备与高清摄像仪连接，该高清摄像仪用于采集安装于施工现场的钢管混凝土结构的各个方位的图像，并将采集的图像发送至终端设备进行处理。该高清摄像仪可以为，但不限于，CCD摄像机或现场施工监测高清摄像仪。
请参照图1，是本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法的流程示意图，该方法包括：
步骤S110，响应用户的操作在所述钢管混凝土结构上设置散斑场。
具体为，对钢管混凝土结构进行结构表面打磨处理，通过人工喷洒或无人机喷洒的方式选用哑光白色的油漆喷雾对钢管混凝土结构进行喷涂，保证钢管混凝土结构均被哑光白色油漆覆盖，然后，通过散点式的喷涂方式对钢管混凝土结构喷涂哑光黑色的油漆喷雾，以在已经均匀喷涂哑光白色的钢管混凝土结构上留下多个哑光黑色的斑点，以完成对钢管混凝土结构散斑场的设置，如图2所示，是本发明实施例提供的钢管混凝土结构上散斑场的示意图。
需要说明的是，这里之所以选择哑光白色作为对钢管混凝土结构喷涂的底色，选择哑光黑色作为对钢管混凝土结构喷涂斑点的颜色，是因为哑光白色和哑光黑色区别较大，容易区分，便于后续对图像进行处理，该两种喷涂的颜色可以根据需要任选两种色差较大的颜色，如绿色和红色。此外，喷涂时，对喷涂而成的斑点的大小和密集程度没有要求，但是不能形成色块。
步骤S120，接收所述高清摄像仪采集的由用户在所述散斑场中确定的样本区域的标准图像。
用户可针对该钢管混凝土结构的钢管和混凝土容易脱开的位置确定样本区域，该样本区域内包含的散斑场即为标准图像，需要强调的是，此时该钢管混凝土结构还没有添加投入使用，此时的钢管混凝土结构的钢管和混凝土不存在脱开的现象，因此，此时采集的标准图像可作为钢管混凝土结构正常状态(即钢管混凝土结构的钢管和混凝土没有脱开)下的参考。由于钢管混凝土结构较多，因此，最好使用两台以上的高清摄像仪分别从不同的角度采集图像，对钢管混凝土结构所处位置较高的情况，还可采用无人机搭载高清摄像仪进行图像采集，选取该高清摄像仪采集的样本区域的对应的图像作为标准图像，以作为后续图像的参考图像。需要说明的是，采用高清摄像仪采集图像的时候，将该高清摄像仪的标定值设定为最小，以减小误差，提高稳定性。
步骤S130，接收所述高清摄像仪采集的对所述钢管混凝土结构施加不同大小力后样本区域的目标图像。
具体为，在对该钢管混凝土结构进行实验检测其钢管和混凝土是否脱开时，需在对钢管混凝土结构划定的样本区域采集标准图像后，采用其他设备对该钢管混凝土结构施加不同大小的力，进而再通过高清摄像仪采集样本区域对应的图像为目标图像。此时采集的目标图像和标准图像是不一致的，因为该钢管混凝土结构在力的作用下可能发生的形变，进而使得样本区域上的斑点发生了偏移。在钢管混凝土安装于实际的施工环境中，则是间隔一段时间后使用高清摄像仪采集之前设定的样本区域对应的图像为目标图像，由于该钢管混凝土结构受到了整体结构的力作用，因此，此时采集的目标图像和标准图像也是不一致的，通过对比分析该标准图像和目标图像即可得出该钢管混凝土结构的变化情况。
步骤S140，根据所述标准图像和目标图像分析所述钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开。
具体为，根据对比分析该标准图像和目标图像上斑点的位移变化情况，以分析该钢管混凝土结构是否存在缺陷，即判断该钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开，若该钢管混凝土结构的钢管与混凝土已经脱开，则可及时采取其他措施以补救，进而减少工程误差。请参照图3，是本发明实施例提供的一种钢管混凝土结构的检测方法的步骤S140的子步骤的流程示意图，该步骤S140包括：
步骤S141，确定所述标准图像上斑点的分布轨迹为标准分布轨迹。
由于该标准图像是在对钢管混凝土结构施加作用力之前采集的，因此，将该标准图像中斑点的分布轨迹作为标准分布轨迹，后续采集的目标图像以该标准分布轨迹为参考。
步骤S142，确定所述目标图像上斑点的分布轨迹为目标分布轨迹。
步骤S143，计算所述目标分布轨迹与所述标准分布轨迹中对应斑点的多个偏移量。
由于标准图像和目标图像均是高清摄像仪对同一样本区域采集的图像，则该标准图像和目标图像中均有相同的斑点，则对两幅图像中对应的斑点一一计算其偏移量。
步骤S144，根据所述多个偏移量分析所述钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开。
由于该钢管混凝土结构上斑点分布是按照标准分布轨迹进行分布的，若后续采集的图像显示斑点的偏移量中存在大于预设阈值的，则表明该钢管混凝土结构遭受了较大的破坏，其钢管和混凝土已经脱开。此外，还可以根据多个偏移量中大于预设阈值的偏移量对应的斑点所在的位置确定该钢管混凝土结构的钢管和混凝土脱开的位置，以便于施工人员及时采取措施进行补救。
由此可见，本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法通过对比分析标准图像和目标图像以检测该钢管混凝土是否存在缺陷，其是一种无损检测方法，不会存在破坏混凝土结构整体性的风险，且该方法实现手段简单精确，只需要固定好高清摄像仪进行图像的采集，并由终端设备进行图像分析即可得出结论。此外，本方案对环境及光路条件要求不严格，测量可以方便地展开，适用于多种施工环境。
请参照图4，是本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测装置100的功能模块示意图，该装置包括设置模块110、第一接收模块120、第二接收模块130、分析模块140以及位置确定模块150。
设置模块110，用于响应用户的操作在所述钢管混凝土结构上设置散斑场。
在本发明实施例中，步骤S110可以由设置模块110执行。
第一接收模块120，用于接收所述高清摄像仪采集的由用户在所述散斑场中确定的样本区域的标准图像。
在本发明实施例中，步骤S120可以由第一接收模块120执行。
第二接收模块130，用于接收所述高清摄像仪采集的对所述钢管混凝土结构施加不同大小力后样本区域的目标图像。
在本发明实施例中，步骤S130可以由第二接收模块130执行。
分析模块140，用于根据所述标准图像和目标图像分析所述钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开。
在本发明实施例中，步骤S140可以由分析模块140执行。
位置确定模块150，用于根据所述多个偏移量确定所述钢管混凝土结构的钢管和混凝土脱开的位置。
在本发明实施例中，步骤S140可以由也需要位置确定模块150执行。
由于在对钢管混凝土结构界面状态的检测方法部分已经详细描述，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的一种对钢管混凝土结构界面状态的检测方法及装置，该对钢管混凝土结构界面状态的检测方法及装置应用于终端设备，该终端设备与高清摄像仪连接。首先，用户在该钢管混凝土结构上设置散斑场，且在该散斑场上设置样本区域，进而由高清摄像仪采集该散斑场的样本区域的图像作为标准图像，在通过其他设备对该钢管混凝土结构施加不同大小力后，再通过高清摄像仪采集该样本区域的图像作为目标图像，进而对该标准图像和目标图像进行对比分析后确定该钢管混凝土结构的钢管和混凝土是否脱开。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。