[发明专利]用于测量凝聚物结构中的应力的方法和勘察装置

说明书

用于测量包括粘结剂和被粘结物质的凝聚物结构中的应力的方法和与该方法关联的勘察装置，该方法包括以下步骤：在所述结构上的一个或更多个点处，提供至少一个勘察装置(1)，所述勘察装置(1)能够测量所述勘察装置在三个轴上相对于彼此取向的至少三个变形；检测对应的至少三个变形测量值(E1、E2、E3)；并且计算与对应点处的所述至少三个变形测量值(E1、E2、E3)的组合成比例的应力(SYY)。

技术领域

本发明涉及具有相应独立权利要求中的前序部分中阐述的特征的用于测量凝聚物结构中的应力的方法和勘察装置。

背景技术

在勘察结构领域，常见的技术问题是涉及监视结构内存在的应力。

测量固体内的应力存在相当大的困难，通常是通过测量形成结构的成分的外表面上的变形来间接获得测量值，或者直接在所述结构内获得测量值。通过预先得知正被测量的物质的本构方程，将变形的测量值转换成应力的测量值。该转换对于线性弹性材料而言是简单且可靠的，线性弹性材料的机械属性是：在结构本身内，随时间推移保持恒定的且在空间中是一致的，精确获知的，并且经历低统计散射。这类材料包括例如诸如钢和铝合金的金属。

主要困难出现在期望获得既在空间中不一致又不随时间推移保持恒定并且通常预先并未精确获知(如例如所有胶凝混合物的情况一样)时。由于胶凝材料的粘弹性性质(通常，与凝聚物关联的特征)，导致出现其它困难，粘弹性性质往往会导致短期和长期内变形和应力状态都不恒定，即便施加的负载是恒定的。因此，已发现，出现了用于监视和识别凝聚物结构的机械行为的特定专用检测系统。

在该技术领域，相关文献是涉及用于测量混凝土成分的变型的探针的US 3286513A。更具体地，本发明涉及混凝土探针，混凝土探针往往会被混入混凝土成分中，以便同时测量混凝土中所期望点处的六个变形。

负责测量变形的元件被布置成四面体形状，并且所使用的伸长计被胶合到所述四面体支撑结构。

更重要的是，要注意，检测到的六个变形与六个局部不同的作用相关。

安装在四面体结构上的伸长计测量凝聚物的变形，因此提供受材料粘度影响的数据，从而不提供关于凝聚物中的应力状态的信息。

在该技术领域中，US 2002/154029 Al描述了基于用于检测胶凝结构的状况的装置的无线分析的系统和方法(所勘察的参数可以既是物理的又是化学的)。特别地，假定无线信号通过以上提到的结构的壁传输。个体装置还被唯一地识别，以便能够识别和查询它，即使在多个类似装置之间。

引用US 2012/210780 Al也是适宜的，US 2012/210780 Al涉及用于检测可以是岩石、水泥或土壤的物体的区域的结构稳定性的方法和设备。该方法和设备包括在深度方向上的物体的区域中提供多个电极并且通过电极测量微电势差，从而当填料材料在所施加力的作用下变形时产生微电势差。该文献并没有引用关于相关应力或关于系统的可能干扰的粘弹性行为的教导。

DE 102013008777 Al描述了通过与超声设备连接的测量主体来确定组件中(优选地，水泥中)的机械应变的方法。

另外，ES 2353544 Al描述了出于在没有混入或连接的传感器的情况下使用所述复合材料监测由于外部作用而导致的水泥结构变形的目的，将碳纳米管用于水泥结构(例如，石膏、砂浆、混凝土)。所公开的方法是基于当承受应力时修改水泥/碳纳米管复合物的电阻。

另外，同样地在该技术领域中，适于提到这些解决方案当中的更频繁适于这些勘察步骤的：

a)扁千斤顶；

b)变形计；

c)混凝土应力计。

a)扁千斤顶