一种大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法。
【背景技术】
[0002]大体积混凝土结构在温度场变化时，应变与应力问题一样非常复杂。传感器输出的应变是两种类型应变的组合值:混凝土结构的约束应变、混凝土结构的自由膨胀收缩温度应变。其中，混凝土结构的自由膨胀收缩温度应变不产生内部应力，因此，对混凝土结构的应力起主要决定作用的是混凝土结构的约束应变，即混凝土结构在约束作用下产生的应变。例如，如果混凝土结构的收缩是均匀的，则该混凝土结构的收缩只会产生应变，而不会产生应力。但是，在大体积混凝土结构的整浇过程中，混凝土结构的收缩实际上是不可能是均匀的，因此必须将混凝土结构的收缩应变从混凝土结构的计算应变(即传感器输出应变)中扣除，才能准确地计算出混凝土结构的约束应变，才能更好的分析解释混凝土结构的应力分布和开裂问题。
[0003]然而，在实际应用中，有效地计算大体积混凝土结构的温度收缩应力的困难很大，因此现有技术中还不能准确地测量大体积混凝土结构的温度收缩应力。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法，从而可以准确地测量大体积混凝土结构的温度收缩应力。
[0005]本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0006]—种大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法，包括:
[0007]在混凝土结构的浇筑过程中，将零应力桶设置在混凝土结构中；
[0008]在零应力桶中设置第一应变传感器，并在零应力桶外的混凝土结构中设置第二应变传感器；
[0009]根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力。
[0010]较佳的，所述零应力桶为钢圆桶。
[0011]较佳的，所述零应力桶的内径为150毫米，所述零应力桶的长度不小于300毫米。
[0012]较佳的，所述根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力包括:
[0013]获取第一应变传感器和第二应变传感器输出的第一测量数据和第二测量数据；
[0014]计算第一测量数据和第二测量数据之间的差值；
[0015]将该差值与混凝土的弹性模量相乘，得到待测量的混凝土结构的温度收缩应力。
[0016]由上述技术方案可见，在本发明的大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法中，由于在混凝土结构的浇筑过程中，将零应力桶设置在混凝土结构中，并在零应力桶中设置第一应变传感器，在零应力桶外的混凝土结构中设置第二应变传感器，然后再根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力。由于在上述计算过程中，从混凝土结构中的实际应变中去除了混凝土结构在无应力状态下的收缩应变，从而可以准确地计算出混凝土结构的约束应变(即温度收缩应力)，因此可以准确地测量大体积混凝土结构的温度收缩应力。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例中的大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法的流程示意图。
[0018]图2为本发明实施例中的大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法的原理示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
[0020]图1为本发明实施例中的大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法包括:
[0021 ] 步骤101，在混凝土结构的浇筑过程中，将零应力桶设置在混凝土结构中。
[0022]在本发明的技术方案中，将在混凝土结构的浇筑过程中，将零应力桶设置在混凝土结构中。其中，在本发明的较佳实施例中，所述零应力桶可以是钢圆桶或使用其它材料制成的桶。另外，在实际应用中，可以预先设置该零应力桶的内径、长度等参数。例如，在本发明的较佳实施例中，所述零应力桶的内径可以为150毫米(mm)，所述零应力桶的长度可以不小于300_。此外，在本发明的较佳实施例中，还可以在所述零应力桶的内壁及底部敷垫浸湿的泡沫塑料。
[0023]步骤102，在零应力桶中设置第一应变传感器，并在零应力桶外的混凝土结构中设置第二应变传感器。
[0024]如图2所示，在本发明的技术方案中，在混凝土结构中设置好零应力桶11之后，将在该零应力桶11中设置一个应变传感器，即第一应变传感器12，并且还需要在零应力桶外11的混凝土结构20中设置另外一个应变传感器，即第二应变传感器13。
[0025]另外，在本发明的技术方案中，在设置上述零应力桶11和两个应变传感器时，应该保证零应桶11的内壁和第一传感器12之间有充分的混凝土填充握裹。因此，在混凝土浇筑前，可以将第一传感器临时固定并悬置于零应力桶中，零应力桶的桶口向上放置；在混凝土整体浇筑到该第一传感器所在位置时，通过人工或机械将浇筑在零应力桶11中的混凝土 21振捣密实，以保证该零应力点(即第一传感器所在位置)的混凝土与周边混凝土同材质同龄期，从而保证测量精度和准确性。
[0026]在设置了上述第一应变传感器之后，该第一应变传感器即可用于测量该混凝土结构在无应力状态下的收缩应变。
[0027]另外，在本发明的技术方案中，还需在零应力桶外(即零应力桶旁边)的混凝土结构中设置第二应变传感器，并同样保证该第二应变传感器所在位置的区域的混凝土振捣密实。该第二应变传感器将用于测量混凝土结构中的实际应变。
[0028]另外，在本发明的技术方案中，所述零应力桶11的内壁还可以设置一层发泡塑料14ο
[0029]步骤103，根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力。
[0030]由于在上述混凝土结构的浇筑过程中，设置了上述的零应力桶、第一应变传感器和第二应变传感器，因此，在混凝土结构浇筑完成之后，即可在需要进行测试的时候，接收或获取第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据。
[0031]由于第一应变传感器可以测量得到该混凝土结构在无应力状态下的收缩应变，而第二应变传感器可以测量得到混凝土结构中的实际应变，因此根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，即可计算得到混凝土结构的温度收缩应力。
[0032]例如，在本发明的较佳实施例中，可以通过如下所述的公式来计算混凝土结构的温度收缩应力:
[0033]σ f = Ε( ε η- ε t)
[0034]其中，σ f为待测量的混凝土结构的温度收缩应力，E为待测量的混凝土结构的弹性模量，％为第二应变传感器测得的第二测量数据，即混凝土结构中的实际应变，ε t为第一应变传感器测得的第一测量数据，即第一应变传感器所在位置的混凝土结构在无应力状态下的收缩应变。
[0035]根据上述公式可知，在获取第一应变传感器和第二应变传感器输出的第一测量数据和第二测量数据之后，可以先计算第一应变传感器输出的第一测量数据和第二应变传感器输出的第二测量数据之间的差值，然后将该差值与混凝土的弹性模量相乘，即可得到待测量的混凝土结构的温度收缩应力。
[0036]由上可知，通过上述的步骤101?103，即可得到大体积混凝土结构的温度收缩应力，从而可以准确地测量大体积混凝土结构的温度收缩应力。
[0037]综上所述，在本发明的技术方案中，由于在混凝土结构的浇筑过程中，将零应力桶设置在混凝土结构中，并在零应力桶中设置第一应变传感器，在零应力桶外的混凝土结构中设置第二应变传感器，然后再根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力。由于在上述计算过程中，从混凝土结构中的实际应变中去除了混凝土结构在无应力状态下的收缩应变，从而可以准确地计算出混凝土结构的约束应变(即温度收缩应力)，因此可以准确地测量大体积混凝土结构的温度收缩应力。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【主权项】
1.一种大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法，其特征在于，包括: 在混凝土结构的浇筑过程中，将零应力桶设置在混凝土结构中； 在零应力桶中设置第一应变传感器，并在零应力桶外的混凝土结构中设置第二应变传感器； 根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述零应力桶为钢圆桶。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 所述零应力桶的内径为150毫米，所述零应力桶的长度不小于300毫米。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力包括: 获取第一应变传感器和第二应变传感器输出的第一测量数据和第二测量数据； 计算第一测量数据和第二测量数据之间的差值； 将该差值与混凝土的弹性模量相乘，得到待测量的混凝土结构的温度收缩应力。
【专利摘要】本发明提供了一种大体积混凝土结构的温度收缩应力的测量方法，包括：在混凝土结构的浇筑过程中，将零应力桶设置在混凝土结构中；在零应力桶中设置第一应变传感器，并在零应力桶外的混凝土结构中设置第二应变传感器；根据第一应变传感器和第二应变传感器输出的测量数据，计算混凝土结构的温度收缩应力。应用本发明可以准确地测量大体积混凝土结构的温度收缩应力。
【IPC分类】G01N33/38
【公开号】CN105334315
【申请号】CN201510675839
【发明人】张兴斌, 李玉红, 张涛, 张忠
【申请人】中冶建筑研究总院有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月19日