[发明专利]用于检测目标区域的结构稳定性的方法和设备

说明书

技术领域

下面的描述涉及一种用于检测目标区域的结构稳定性的方法和设备。

背景技术

一般地，使用示振器、应变仪、地下水测量计等来预测建筑内的薄弱区域例如斜井、软弱带和挡土墙的倒塌。

由基岩形成的建筑在小变形之后可能断裂。在断裂之前难以注意到变形，因为不存在特殊的断裂征兆。在断裂之前可以注意到变形。然而，由于断裂的征兆不能通过测量位移、应力等来预测，因此通过测量位移、应力等来为建筑倒塌做准备是不正确的。地下水的变化可以导致建筑弱化，但是不能通过测量地下水的变化来获得用于确定断裂征兆的可靠数据。

可选择地，可以通过测量声发射(AE)来掌握建筑中的断裂征兆，但是AE因成本高而没有广泛用于建筑工地。

而且，由于AE技术安置在建筑的表面上并仅用于检测表面的断裂，因此不能根据建筑内部的变形检测到大规模破坏发生时的断裂征兆。即，由于AE技术仅检测表现和事后现象，因此存在许多对于为断裂做准备而言无意义的情况。

发明内容

本发明的实施例旨在提供一种用于检测目标区域的结构稳定性的方法，在不使用昂贵检测器的条件下，事先准确地检测出大规模破坏出现时的征兆现象，还提供一种用于该方法的设备。

为了实现本发明的实施例，提供了一种用于检测目标区域的结构稳定性的方法，该方法包括：将多个电极沿着目标区域的深度方向设置在目标区域中，所述电极由填充材料围绕；通过电极测量微电势差，当填充材料根据目标区域的变化因力而变形时，产生微电势差；和基于测量到的微电势差，判断目标区域的结构稳定性。

所述将多个电极沿着目标区域的深度方向设置在目标区域中可包括：通过沿着深度方向给目标区域钻孔，来形成钻孔；沿着深度方向将电极设置在该钻孔内；和用填充材料填充该钻孔与电极之间的空间。

所述沿着深度方向将电极设置在该钻孔内可包括：将电极附接到非导电的托架，以间隔开；和将托架设置在该钻孔内。

所述将电极附接到非导电的托架可包括：通过使具有相同长度的多个杆组合起来，来形成托架；和为每个杆附接一个电极。

所述填充该钻孔与电极之间的空间可包括：填充压电材料或与目标区域相比具有更大饱和度的材料作为填充材料。

压电材料可包括石英、陶瓷、硫酸锂、偏铌酸铅和钛酸钡中至少之

所述通过电极测量微电势差可由通过电线连接到每个电极的测量装置执行。

所述基于测量到的微电势差判断目标区域的结构稳定性可包括：通过将测量到的微电势差与测试值相比较来判断目标区域的结构稳定性，测试值与施加到填充材料的力产生微电势差的特性相关。

可以获得测量到的微电势差，以形成沿着深度方向对应于电极的位置的曲线。

为了实现本发明的另一实施例，提供了一种用于检测目标区域的结构稳定性的设备，该设备包括：非导电的托架，沿着长度方向延伸，使得托架设置在钻孔内，所述钻孔沿着深度方向钻于目标区域中；多个电极，沿着长度方向设置在托架上；填充材料，围绕所述电极；和测量装置，电连接到每个电极，从而基于在电极中测量到的微电势差来判断目标区域变形的状态。

托架可包括多个可拆卸地联接的杆。

填充材料可包括压电材料或与目标区域相比具有更大饱和度的材料。

压电材料可包括石英、陶瓷、硫酸锂、偏铌酸铅和钛酸钡中至少之一。

测量装置可包括用于传送目标区域的变形状态的判断结果的发送器。

附图说明

图1-3是示出施加到试样的应力引起的变形和微电势差的变化型式。

图4是说明根据示例性实施例的用于检测目标区域的结构稳定性的方法的流程图。

图5是更具体地说明根据示例性实施例的用于检测目标区域的结构稳定性的方法的流程图。

图6是示出安装了根据示例性实施例的利用电势差的目标区域稳定性检测设备100的状态的概念图。

图7是示出用于组装图6的托架110和电极120的方法的分解透视图。

图8是示出由图6的测量装置140测量到的微电势差的曲线的概念图。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述用于检测目标区域的结构稳定性的方法和用于该方法的设备。在本说明书的全部实施例中，相同或相似的构成元件具有相同或相似的附图标记，对不同示例性实施例中的相同或相似构成元件同样应用了相同的描述。