[发明专利]一种既有混凝土结构绝对应力的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土应力测试领域，特别涉及一种既有混凝土结构绝对应力的测试方法。

背景技术

混凝土结构内部的绝对应力是反映混凝土结构受力状况的最重要的指标之一，也是反映混凝土结构功能可靠性的主要指标。由于在混凝土结构建设和使用过程中存在许多无法确定的因素，如施工误差、混凝土徐变、预应力损失等，导致结构中混凝土应力与理论分析结果有一定差异，这就使得理论计算无法得出混凝土结构的真实应力。混凝土结构在长期使用过程中产生的非荷载因素引起额外的内力是传统试验方法无法测得的。因此，需要提出一种更为直接地测量既有混凝土结构内部绝对应力的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种既有单向混凝土受力构建绝对应力的测试方法，其不仅能直接的测量既有混凝土结构内部绝对应力，且操作简单方便，测量精确。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种既有混凝土结构绝对应力的测试方法，包括按顺序进行的如下步骤：

步骤[1]在混凝土构件表面相隔一定距离打两个孔，取出芯样，利用超声波探头及超声波测试仪对取出的芯样进行测量，获取超声波在芯样内部的传播速度，所述两块芯样在取出后处于无约束的自由状态，不受任何外力，因此应力为0，测得其内部的声速即为混凝土构件在无应力的状态下超声波的传播速度v₀；

步骤[2]将埋置式球形超声波探头埋入步骤[1]中取芯后产生的空腔内并将空腔用混凝土填充满，将所述球形超声波探头与超声波检测设备连接，获取超声波在混凝土结构内沿应力σ₁方向传播的速度v_t；

步骤[3]在σ₁作用状态下，混凝土构件的另一应力σ₂为0，根据下述公式计算得出混凝土结构内部在σ₁方向上的绝对应力σ1的大小：

式中，v_t为混凝土构件在应力σ₁、σ₂状态下超声波的传播速度；

v₀为混凝土构件在无应力的状态下超声波的传播速度；

K为超声波的声弹性系数。

本发明的积极效果：本发明可以直接地测量既有混凝土结构的内部绝对应力，且较现有技术中对混凝土应力的理论分析更加准确，该方法不仅提高了绝对应力的测量精度，而且测量过程操作简单，测量数据更具可信性。

附图说明

图1是本发明绝对应力测试混凝土结构剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参照图1，本发明优选实施例的提供一种既有混凝土结构绝对应力的测试方法，

1)在测量既有混凝土结构的内部绝对应力时，如图1，以桥梁1为例，在桥下表面相隔一定距离(优选为一米)打两个孔2，取出芯样，然后利用平面超声波探头(换能器)及现有超声波测试仪器对取出的芯样进行测量，测得超声波在芯样内部的传播速度。由于此两块芯样在取出后处于无约束的自由状态，不受任何外力，因此应力为0，测得其内部的声速即为v₀。

2)将球形埋置式超声波探头埋入步骤1)中取芯后产生的空腔内并将空腔填充满，将球形超声波探头与超声波检测设备连接，可测得超声波在混凝土结构内沿应力σ₁方向传播的速度v_t。

利用公式：

在σ₁作用状态下，混凝土结构的另一应力σ₂为0，则可根据上述公式计算得出混凝土结构内部在该方向上的绝对应力σ₁的大小。

本发明测试原理是基于声波声弹性公式进行测量，利用声波速度的变化可得：

其中：v_t—混凝土构件在应力σ₁、σ₂状态下超声波的传播速度；

v₀—混凝土构件在无应力的状态下超声波的传播速度；

K—超声波的声弹性系数。

本测试方法即利用上述公式理论，通过对既有混凝土结构进行取芯，测得无应力状态下的超声波声速，再通过在混凝土结构中内置球形埋置式超声波探头，对结构内沿主应力方向上的声速进行测量，最后根据公式计算出混凝土结构的绝对应力。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。