[发明专利]一种混凝土结构的工作应力监测装置和方法

说明书

本发明公开一种混凝土结构的工作应力监测装置和方法。所述方法包括：制作混凝土试件，所述混凝土试件内部设置第一压电骨料和第二压电骨料；对所述第一压电骨料加载第一电压，所述第一电压恒定不变；对所述混凝土试件进行加压实验，获得应力波参数‑应力曲线；所述应力波参数包括：波速、幅值和\频谱面积；获取待测混凝土构件的应力波参数；根据所述应力波参数‑应力曲线和所述应力波参数得到所述待测混凝土构件的工作应力。本发明提供的混凝土结构的工作应力监测装置和方法，提高了混凝土结构的工作应力检测精度。

技术领域

本发明涉及混凝土结构工作应力监测领域，特别是涉及一种混凝土结构的工作应力监测装置和方法。

背景技术

传统的混凝土结构工作应力监测是将应变传感器埋入混凝土中，根据测得的应变乘以混凝土弹性模量得到混凝土的工作应力。但由于应变传感器采用金属外壳，埋入混凝土后会改变测点局部应力场，且由于传感器与混凝土相容性差，界面容易分离失效。同时由于规范中混凝土弹性模量只是应力为1/3抗压强度时得到的，而实际弹性模量是随应力变化的。这就导致了混凝土工作应力测试值与实际值不符。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土结构的工作应力监测装置和方法，用来提高混凝土结构的工作应力检测精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种混凝土结构的工作应力监测装置，所述装置包括：

信号发生器，用于产生电压信号；

第一压电骨料，设置于混凝土结构中，与所述信号发生器连接，用于将所述信号发生器的电压信号转化为信号波，所述第一压电骨料中内置压电陶瓷片；

第二压电骨料，设置于混凝土结构中，用于接收经过混凝土结构变化后的波信号；所述第二压电骨料中内置压电陶瓷片；

示波器，与所述第二压电骨料连接，用于将所述变化后的波信号转换为电压信号。

可选的，所述装置还包括：

功率放大器，分别与所述信号发生器和所述第一压电骨料连接，用于对所述电压信号进行功率放大并传送给所述第一压电骨料。

本发明还提供了一种混凝土结构的工作应力监测方法，所述方法包括：

制作混凝土试件，所述混凝土试件内部设置第一压电骨料和第二压电骨料；

对所述第一压电骨料加载第一电压，所述第一电压恒定不变；

对所述混凝土试件进行加压实验，获得应力波参数-应力曲线；所述应力波参数包括：波速、幅值和\频谱面积；

获取待测混凝土构件的应力波参数；

根据所述应力波参数-应力曲线和所述应力波参数得到所述待测混凝土构件的工作应力。

可选的，所述对所述混凝土试件进行加压实验，获得应力波参数-应力曲线，具体包括：

对所述混凝土试件加载第三压力，所述第三压力根据设定的固定时间而规律性变化；

实时获取第二压电骨料的第二电压；

逐渐增大所述第三压力；

当所述第二电压为零时，停止对所述混凝土试件加载所述第三电压；

记录不同加载压力情况下所述第二电压；

对所述第二电压进行信号处理，获取不同第三压力下的应力波参数；

根据所述应力波参数制作所述应力波参数应力波参数-应力曲线。

可选的，在所述获取待测混凝土构件的应力波参数之前，还包括：