一种灌注桩垂直度计算方法
【专利摘要】一种灌注桩垂直度计算方法，采用超声波检测仪，通过计算得到获取的灌注桩的三维信息；同一深度或者近似同一深度的孔壁点拟合成一个圆，并计算出圆心坐标和圆半径；采用相同的方法，将各个深度的孔壁点拟合成圆，计算相应深度的圆的圆心坐标和圆半径；对代表灌注桩的所有拟合圆的圆心进行空间直线拟合，得到拟合直线的三维空间表达式；圆心拟合直线与铅垂线的夹角即为灌注桩的倾斜角，该倾斜角的正切值的大小等于垂直度。本发明一种灌注桩垂直度计算方法，使用拟合方法，比使用采样方法具有更好的稳定性，同时结合公垂线来计算垂直度，比传统四线检测方法更准确，更稳定。
【专利说明】一种灌注桩垂直度计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及成孔垂直度计算方法，尤其是一种灌注粧垂直度计算方法。
【背景技术】
[0002] 灌注粧的垂直度概念一般理解为：沿粧顶中心作一铅垂线，粧底相对粧顶偏离该 铅垂线的距离与深度之百分比即为垂直度。在我国的国家标准以及交通、建筑等行业颁布 的有关粧基础施工技术及验收规范中，对混凝土灌注粧成孔质量提出了具体要求，而垂直 度检测结果是判断成孔质量好坏的重要指标之一。目前工程上比较成熟的垂直度检测技术 包括简易检测法、接触式检测法和声波法检测。
[0003] 简易检测法与孔壁摩擦较大，而且不能得到灌注粧的孔壁倾斜程度和直径，接触 式检测法与孔壁有一定的摩擦，而且采样点数过少，采样点数不能完全反应孔壁的的倾斜 程度，难以适应新技术的要求。因而使用这2种方法误差较大。
[0004] 现有的基于超声波探测方法只能检测2个或4个方向的侧壁线，然后在平面上通 过4个侧壁点计算探头中心相对于粧孔中心的偏离坐标，第N个测点的偏心距为第N个测 点计算的探头中心的偏离坐标与第一个探头中心的偏离坐标在平面上的距离，第N个测点 的垂直度即为第N个测点的偏心距与这两个测点的高度差的比值。该方法仅通过采样的四 个点来计算探头中心的坐标，得到的结果随着采样点的不同而不同，其次这种垂直度方法 的计算通常第以第一个测点的值做参考，这样是不够科学的，当第一个测点的值不够准确 时，得到的垂直度结果会有偏差。
【发明内容】
[0005] 为解决上述计算方法的问题，本发明提出一种灌注粧垂直度计算方法，采用灌注 粧全景检测技术的垂直度计算；该方法能够提高垂直度计算结果的稳定性和准确性，并且 让计算结果更加符合客观事实。
[0006] 本发明采取的技术方案为：一种灌注粧垂直度计算方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤一：采用超声波检测仪，通过计算得到获取的灌注粧侧壁形状的三维信息： 孔壁采样点在侧壁仪坐标系中的X、y、Z值。
[0008] 步骤二：同一深度或者近似同一深度的孔壁点拟合成一个圆，并计算出圆心坐标 和圆半径；
[0009] 步骤三：采用同步骤二的方法，将各个深度的孔壁点拟合成圆，计算相应深度的圆 的圆心坐标和圆半径；
[0010] 步骤四：对代表灌注粧的所有拟合圆的圆心进行空间直线拟合，如 图1所示，MtlUtl,y(l，Ztl)为拟合直线L上的一点，？ = (〃?,"，/;)为拟合直线L的方 向向量，V (x，y，z)，即可得到拟合直线的以一种三维空间表达 式：
【权利要求】
1. 一种灌注粧垂直度计算方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一：采用超声波检测仪，通过计算得到获取的灌注粧的三维信息：孔壁采样点在 侧壁仪坐标系中的X、y、z值； 步骤二：同一深度或者近似同一深度的孔壁点拟合成一个圆，并计算出圆心坐标和圆 半径； 步骤三：采用同步骤二的方法，将各个深度的孔壁点拟合成圆，计算相应深度的圆的圆 心坐标和圆半径； 步骤四：对代表灌注粧的所有拟合圆的圆心进行空间直线拟合，为拟合直
圆心拟合直线与铅垂线的夹角即为灌注粧的倾斜角，该倾斜角的正切值的大小等于垂 直度。
2. 根据权利要求1所述一种灌注粧垂直度计算方法，其特征在于，用代数或者几何方 法求两空间直线的夹角的正切值。
3. -种灌注粧垂直度计算方法，用于计算灌装柱的倾斜角和垂直度。
【文档编号】G01B17/00GK104482890SQ201410668250
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】刘勇, 黄志勇, 陈慈发, 丁晓波, 龚国强, 曹涛 申请人:三峡大学