[发明专利]一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法

权利要求书

1.一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：基于CT扫描技术，对水力冲击混凝土的细观破裂状态进行全方位检测，并进一步对CT扫描图像直方图均衡化、阈值分割处理，利用建立的基于图像灰度值的损伤表征方法，直观地研究水力冲击混凝土裂纹扩展规律，及裂纹近域CT尺度损伤分布特征。

2.根据权利要求1所述的一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：所述研究方法包括如下步骤：

步骤一：试验设备和材料准备，设备包括：高压水力设备、电子计算机断层扫描设备；材料为混凝土试件；

步骤二：水力冲击破碎混凝土，通过步骤一中的高压水力设备，对步骤一中的混凝土试件进行冲击破碎；

步骤三：CT扫描致裂后混凝土，通过步骤一中的电子计算机断层扫描设备对步骤二中冲击破碎后混凝土试件进行扫描；

步骤四：影像重建及损伤识别，将步骤三中扫描完成后的影像进行重建，提取混凝土试件内部裂纹及CT尺度损伤。

3.根据权利要求2所述的一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：所述步骤一中高压水力设备应采用PC控制器/交流伺服系统，线性直线导轨保证切割精度为±0.10mm，重复定位精度为±0.05mm，砂管直径大于1.0mm，泵压大于80MPa，磨料质量流量大于7.2g·min^-1，进水压力大于0.2MPa。

4.根据权利要求2所述的一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：所述步骤一中电子计算机断层扫描设备，应能实现16层/360°，0.6秒/360°快速扫描，并配备数字化成像系统、显微整板探测器、高性能微焦球管以及飞焦点技术，以确保优质的图像质量。

5.根据权利要求2所述的一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：所述步骤一中混凝土试件，为普通混凝土，表观密度为1950-2500kg/m³，石子均匀地、随机地、无方向性地分布，试件表面平整，内部无明显空洞或天然裂纹。

6.根据权利要求2所述的一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：所述步骤二中水力冲击破碎混凝土，应使混凝土在水力冲击下出现宏观溃裂。

7.根据权利要求2所述的一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：所述步骤三中对水力冲击破碎后混凝土试件进行扫描前，首先进行试件调平，在定位片上调节扫描框的各个边界与混凝土试件尺寸相符合，然后根据试件尺寸设置扫描层间隔(小于试件尺寸的1/200)及重建范围，采取平扫方式进行扫描。

8.根据权利要求2所述的一种水力冲击混凝土裂纹扩展及CT尺度损伤研究方法，其特征在于：所述步骤四中，首先，通过直方图均衡化处理技术，在不影响CT扫描图像整体对比度前提下，增强细观结构的局部对比度，使得CT图像中更突出显示各细观结构差异性；然后，根据混凝土为多相材料CT数相差较大特性，在CT扫描图直方图均衡化处理后，采用阈值分割技术提取裂纹近域的CT尺度损伤；最后，根据CT扫描图像损伤点与无损点所反映图像灰度的差异性较大的特性，以像素(Pixel，px)为长度计量单位对选定的CT扫描图像区域进行栅格化，得到单像素范围内的灰度值(Gray value)，通过提取和统计选定区域内图像灰度值，定量反映该区域内任意位置CT尺度损伤分布情况。