CN110443527A - 一种混凝土振捣质量评价方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种混凝土振捣质量评价方法及装置，涉及混凝土浇筑技术领域。该混凝土振捣质量评价方法包括先通过施工参数信息和监测信息，计算每个体元受振能量，然后再根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，依次计算体元的密实状态，最后根据所有体元的密实状态得到混凝土振捣质量评价结果，能够对混凝土振捣质量进行可靠与有效的评判，准确性高。

Description

一种混凝土振捣质量评价方法及装置
技术领域
本申请涉及混凝土浇筑技术领域，具体而言，涉及一种混凝土振捣质量评价方法及装置。
背景技术
混凝土振捣是指的对卸入浇筑仓内的混凝土拌和物进行振动捣实，以满足设计质量要求。由于混凝土振捣施工环节是关系到建筑物成型质量的关键，因此必须对新拌混凝土浇筑振捣效果进行可靠测定与实时精细准确化评价，继而及时反馈修复缺陷，保证施工质量。现有的混凝土振捣质量评价方法，通常先监测振捣棒的实时振捣路径和实时振捣时间，然后通过实时振捣路径确定振捣过的和未振捣的区域，并将预设的参考振捣时间与实时振捣时间进行对比，从而完成对混凝土振捣质量的评价。然而，在实践中发现，振捣时间只能作为振捣质量好坏的一个间接指标，且参考振捣时间并不能适用于各种振捣浇筑情况，导致评价误差大；另一方面，现有的振捣质量评价方法忽略了振捣棒有效作用范围内混凝土振捣质量的空间差异性，进而得到错误的振捣质量评价结果。可见，现有的振捣质量评价方法误差大、出错率高。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种混凝土振捣质量评价方法及装置，能够对混凝土振捣质量进行可靠与有效的评价，准确性高。
本申请实施例第一方面提供了一种混凝土振捣质量评价方法，包括：
获取待振捣区域的施工参数信息以及振捣棒的监测信息；
根据所述施工参数信息和所述监测信息，计算所述待振捣区域中体元受振能量；
根据所述体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态；
根据所述单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果。
在上述实现过程中，通过施工参数信息和监测信息，计算体元受振能量，然后再根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，计算单位体元混凝土的密实状态，最后根据单位体元混凝土的密实状态得到混凝土振捣质量评价结果，能够对混凝土振捣质量进行可靠与有效的评价，准确性高。
进一步地，所述施工参数信息包括所述振捣棒的半径、所述振捣棒的振幅、所述振捣棒的振频、新拌物密度、屈服应力、塑性粘度、钢筋网空隙率、主筋直径、主筋净距、横向钢筋直径以及横向钢筋净距；
所述监测信息包括所述振捣棒在所述待振捣区域中进行振捣时的三维运动轨迹和振捣时间。
在上述实现过程中，通过结合施工参数信息和监测信息来对混凝土振捣质量进行评价，能够考虑不同的施工情况，普适性更强，得到的评价结果更准确。
进一步地，根据所述施工参数信息和所述监测信息，计算所述待振捣区域中体元受振能量，包括：
根据所述三维运动轨迹，确定所述振捣棒的位置坐标；
根据所述施工参数信息、所述振捣时间以及所述振捣棒的位置坐标，确定所述单位体元混凝土的振动能量类型以及所述单位体元混凝土的振捣时间；
根据所述振动能量类型、所述振捣时间以及所述施工参数信息，计算所述体元受振能量。
在上述实现过程中，先根据三维运动轨迹确定振捣棒的位置坐标，然后再确定单位体元混凝土的振动能量类型及其对应的振捣时间，进而计算体元受振能量，体现了振捣棒有效作用范围内混凝土振捣质量的空间差异性。
进一步地，计算所述体元受振能量的公式如下：
其中，Δt为监测信息采集周期，t为振捣时间，当Δt＝1s时，T＝t，Ei为所述单位体元混凝土的单位时间体元能量。
在上述实现过程中，通过计算体元受振能量，能够对振捣情况进行量化，使得评价结果更准确。
进一步地，所述单位体元混凝土的振动能量类型包括素混凝土体元能量和钢筋混凝土体元振动能量；
当所述单位体元混凝土对应的振动能量类型为所述素混凝土体元能量时，计算所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，ρ为所述新拌物密度，Δt为所述监测信息的采集周期，f为所述振捣棒的振频，μ为所述塑性粘度，A为所述振捣棒的振幅，ri为第i时刻内所述单位体元混凝土的中心点距所述振捣棒棒体的垂直距离，R为所述振捣棒的作用范围半径，R0为所述振捣棒的半径，Vv为所述单位体元混凝土表征的实际混凝土体积；
当所述单位体元混凝土对应的振动能量类型为所述钢筋混凝土体元振动能量时，计算所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，kpe和y为过程参量，Mss为所述横向钢筋净距，dss为所述横向钢筋直径，φ为所述钢筋网空隙率，τ0为所述屈服应力，μ为所述塑性粘度，ρ为所述新拌物密度，Δt为所述监测信息的采集周期，f为所述振捣棒的振频，A为所述振捣棒的振幅，R为所述振捣棒的作用范围半径，R0为所述振捣棒的半径，ri为第i时刻内所述单位体元混凝土的中心点距所述振捣棒棒体的垂直距离，Vv为所述单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，Msm为所述主筋净距，dsm为所述主筋直径。
上述实现过程中，通过对不同振动能量类型进行相应的振动能量密度计算，能够在浇筑钢筋混凝土时，准确量化钢筋因素影响。
进一步地，在根据所述体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态之前，所述方法还包括：
获取历史施工数据；
根据预先构建的混凝土硬化孔隙率回归预测模型以及所述历史施工数据，反演计算出振动密实能量密度阈值；
根据所述振动密实能量密度阈值和所述单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，计算混凝土振动密实能量密度阈值。
在上述实现过程中，通过历史施工数据和预先构建的混凝土硬化孔隙率回归预测模型，反演计算出最小硬化孔隙率对应的振动密实能量密度阈值，进而通过振动密实能量密度阈值和单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，计算得到混凝土振动密实能量密度阈值。所得到的混凝土振动密实能量密度阈值能够准确对混凝土的密实状态进行评判，准确率高，误差小。
进一步地，在根据所述单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果之后，所述方法还包括：
根据所述混凝土振捣质量评价结果确定所有的欠振区域；
根据每个所述欠振区域的质心坐标、每个所述欠振区域的所述质心坐标对应的体元受振能量以及所述混凝土振动密实能量密度阈值，计算每个所述欠振区域对应的待补振能量；
根据所述施工参数信息和每个所述欠振区域对应的所述待补振能量，计算每个所述欠振区域对应的补振时间；
将所有所述欠振区域的质心坐标以及每个所述欠振区域对应的补振时间发送至所述振捣棒的控制设备，以使所述控制设备控制所述振捣棒根据所述欠振区域的质心坐标和所述补振时间进行补振。
在上述实现过程中，通过将待补振位置坐标及其对应的补振时间发送给振捣设备，以使振捣设备进行补振，能够及时补振缺陷，真正实现混凝土振捣质量精准化监控。
本申请实施例第二方面提供了一种混凝土振捣质量评价装置，包括：
信息获取模块，用于获取待振捣区域的施工参数信息以及振捣棒的监测信息；
第一计算模块，用于根据所述施工参数信息和所述监测信息，计算所述待振捣区域中体元受振能量；
状态确定模块，用于根据所述体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态；
评价模块，用于根据所述单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果。
在上述实现过程中，第一计算模块通过信息获取模块施工参数信息和监测信息，计算体元受振能量，然后状态确定模块再根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，计算单位体元混凝土的密实状态，最后评价模块根据单位体元混凝土的密实状态得到混凝土振捣质量评价结果，能够对混凝土振捣质量进行可靠与有效的评价，准确性高。
本发明第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算机设备执行第一方面公开的部分或者全部所述的混凝土振捣质量评价方法。
本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其存储有第三方面所述的计算机设备中所使用的所述计算机程序。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例一提供的一种混凝土振捣质量评价方法的流程示意图；
图2为本申请实施例二提供的一种混凝土振捣质量评价方法的流程示意图；
图3为本申请实施例三提供的一种混凝土振捣质量评价装置的结构示意图；
图4为本申请实施例三提供的另一种混凝土振捣质量评价装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
请参看图1，图1为本申请实施例提供的一种混凝土振捣质量评价方法的流程示意框图。如图1所示，该混凝土振捣质量评价方法包括：
S101、获取待振捣区域的施工参数信息以及振捣棒的监测信息。
本申请实施例中，施工参数信息包括振捣棒的半径、振捣棒的振幅、振捣棒的振频、新拌物密度、新拌物含气量、屈服应力、塑性粘度、钢筋网空隙率、主筋直径、主筋净距、横向钢筋直径以及横向钢筋净距等，对此本申请实施例不作限定。
本申请实施例中，新拌物即新拌混凝土，即混凝土各组成材料按一定比例配合，拌制而成的尚未凝结硬化的塑性状态拌合物。
本申请实施例中，新拌物含气量即混凝土拌和物中的含气量，在混凝土拌和物中，一般都含有一定的空气体积，这部分空气体积对普通混凝土来说，主要是在拌和、浇筑过程中混入的。测定新拌物含气量，采用专用的含气量测定仪来测定。
本申请实施例中，屈服应力即新拌混凝土的屈服应力，对于新拌混凝土，施加的剪应力较小时新拌混凝土只发生变形，不产生流动，当剪应力增大到某一定值时新拌混凝土才开始流动，此时的剪应力称为该新拌混凝土的屈服应力。塌落度越小，说明新拌混凝土的屈服应力越大，在较小的应力作用下，越不容易变形。
本申请实施例中，塑性粘度反应的是屈服应力与流动速度之间的关系。塑性粘度影响新拌混凝土的流动变形速度，对于不同的两批新拌混凝土，如果塌落速度相同，提起塌落度筒到新拌混凝土停止塌落，达到稳定的时间不同，说明它们的塑性粘度不同。新拌混凝土的塑性粘度越大，变形时间就越长，也就越不容易流动。
本申请实施例中，钢筋网又称焊接钢筋网、钢筋焊接网、钢筋焊网、钢筋焊接网片、钢筋网片等等。是纵向钢筋和横向钢筋分别以一定的间距排列且互成直角、全部交叉点均焊接在一起的网片。钢筋网空隙率为待浇筑的钢筋混凝土区域内除钢筋外的剩余空间体积与待浇筑区域空间体积的比值。
本申请实施例中，主筋即作为主梁的钢筋，钢筋混凝土结构中柱子的水平钢筋(箍筋)就是横向钢筋。主筋净距指相邻两根主筋表面到表面的最近距离，横向钢筋净距指相邻两根横向钢筋之间表面到表面的最近距离。
本申请实施例中，监测信息包括振捣设备上振捣棒的三维振捣轨迹、振捣时间、监测信息采集周期等，对此本申请实施例不作限定。
本申请实施例中，可以通过监测设备获取监测信息。其中，监测设备可以包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)模块、格洛纳斯(Global NavigationSatellite System，GLONASS)模块、北斗三星八频定位模块以及北斗二星五频定位模块等中的一种或者多种，对此本申请实施例不作限定。通过该监测设备对振捣设备进行监测，抗干扰能力强，受遮挡影响小，精度控制为2cm-4cm。
本申请实施例中，振捣棒即内部式振捣设备，又称插入式振捣器，工作时其振捣棒插入混凝土内部，将其振动波直接传给混凝土，是工程现场最广泛使用同时也是工效最高的混凝土振动器。
S102、根据施工参数信息和监测信息，计算待振捣区域中体元受振能量。
本申请实施例中，体元是指含有空间点坐标信息参数的待振捣三维区域仿真模型经网格剖分后的单元体。
本申请实施例中，经过单位时间的振捣之后，体元受振能量为该位置坐标处单位时间能量累加所求得，则体元受振能量的表达式为：
其中，Δt为监测信息采集周期，缺省值为1s；t为振捣时间，当Δt＝1s时，T＝t。
本申请实施例中，根据实际工程情况，Ei计算分为素混凝土条件下的和钢筋混凝土条件下的其中，在素混凝土条件下时，的表达式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
在钢筋混凝土条件下时，的表达式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，R为振捣棒的振捣半径，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，ri为第i时刻内该位置坐标对应体元的中心点距振捣棒棒体的垂直距离，ρ为新拌物密度，Δt为监测信息采集周期，f为振捣棒的振频，μ为塑性粘度，A为振捣棒的振幅，R为振捣棒的作用范围半径，R0为振捣棒的半径，r为浇筑区域中该位置坐标处距振捣棒棒体的垂直距离，kpe和y为过程参量，Mss为横向钢筋净距，dss为横向钢筋直径，φ为钢筋网空隙率，τ0为屈服应力，Msm为主筋净距，dsm为主筋直径。
在上述实施方式中，R为振捣棒的作用范围半径，R的大小可以为振捣棒半径R0的5倍，对此本申请实施例不作限定。
S103、根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态。
本申请实施例中，体元是指含有空间点坐标信息参数的待振捣三维区域仿真模型经网格剖分后的单元体；相应的，单位体元混凝土指一个单元体对应体积的混凝土。
作为一种可选的实施方式，根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态，可以包括以下步骤：
计算预存的混凝土振动密实能量密度阈值对应的体元密实能量阈值；
根据体元密实能量阈值和体元受振能量计算振捣比例值；
根据振捣比例值和预设的能量容差率，确定单位体元混凝土的密实状态。
在上述实施方式中，计算体元密实能量阈值的计算公式如下：
EV＝E0VV；
其中，Ev为体元密实能量阈值，E0为混凝土振动密实能量密度阈值，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积。
在上述实施方式中，计算振捣比例值的计算公式如下：
其中，S为该位置坐标对应的振捣比例值，E为该位置坐标对应的体元受振能量，Ev为体元密实能量阈值。
作为进一步可选的实施方式，根据振捣比例值和预设的能量容差率，确定单位体元混凝土的密实状态的具体确定方式如下：
当|S|≤δ时，将该位置坐标对应的单位体元混凝土的密实状态确定为振捣密实状态；
当时，将该位置坐标对应的单位体元混凝土的密实状态确定为一级欠振状态；
当时，将该位置坐标对应的单位体元混凝土的密实状态确定为二级欠振状态；
当时，将该位置坐标对应的单位体元混凝土的密实状态确定为一级过振状态；
当时，将该位置坐标对应的单位体元混凝土的密实状态确定为二级过振状态；
其中，δ为预设的能量容差率，可以由用户预先输入，也可以由计算机自动设置，对此本申请实施例不作限定。
S104、根据单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果。
本申请实施例中，混凝土振捣质量评价结果包括所有单位体元混凝土的密实状态、一级欠振状态对应各自区域的质心对应坐标、二级欠振状态对应各自区域的质心坐标、一级过振状态对应各自区域的质心坐标、二级过振状态对应各自区域的质心坐标、一级欠振状态对应的调整建议、二级欠振状态对应的调整建议、一级过振状态和二级过振状态对应的警示信息等，对此本申请实施例不作限定。在得到混凝土振捣质量评价结果之后，还可以根据混凝土振捣质量评价结果输出相应的调整建议和警示信息等，用以欠振区域进行振捣建议和对过振区域进行振捣警示。
可见，实施图1所描述的混凝土振捣质量评价方法，通过施工参数信息和监测信息，计算体元受振能量，然后再根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，计算单位体元混凝土的密实状态，最后根据单位体元混凝土的密实状态得到混凝土振捣质量评价结果，能够对混凝土振捣质量进行可靠与有效的评价，准确性高。
实施例2
请参看图2，图2为本申请实施例提供的一种混凝土振捣质量评价方法的流程示意框图。如图2所示，该混凝土振捣质量评价方法包括：
S201、获取待振捣区域的施工参数信息以及振捣棒的监测信息。
本申请实施例中，施工参数信息包括振捣棒的半径、振捣棒的振幅、振捣棒的振频、新拌物密度、新拌物含气量、屈服应力、塑性粘度、钢筋网空隙率、主筋直径、主筋净距、横向钢筋直径以及横向钢筋净距等，对此本申请实施例不作限定。
本申请实施例中，监测信息包括振捣棒在待振捣区域中进行振捣时的三维运动轨迹和振捣时间等，对此本申请实施例不作限定。
S202、根据施工参数信息和监测信息，计算待振捣区域中体元受振能量。
作为一种可选的实施方式，根据施工参数信息和监测信息，计算待振捣区域中体元受振能量，可以包括以下步骤：
根据三维运动轨迹，确定振捣棒的位置坐标；
根据施工参数信息、振捣时间以及振捣棒的位置坐标，确定单位体元混凝土的振动能量类型以及单位体元混凝土的振捣时间；
根据振动能量类型、振捣时间以及施工参数信息，计算体元受振能量。
在上述实施方式中，计算体元受振能量的公式如下：
其中，Δt为监测信息采集周期，t为振捣时间，当Δt＝1s时，T＝t，Ei为单位体元混凝土的单位时间体元能量。
在上述实施方式中，单位体元混凝土的振动能量类型包括素混凝土体元能量和钢筋混凝土体元振动能量，对此本申请实施例不作限定。其中，素混凝土是由水泥、砂(细骨料)、石子(粗骨料)、外加剂等，按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。钢筋混凝土，又称钢筋砼，是指通过在混凝土中加入钢筋网、钢板或纤维而构成的一种组合材料，能够改善混凝土力学性质。
在上述实施方式中，当单位体元混凝土对应的振动能量类型为素混凝土体元能量时，计算单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，ρ为新拌物密度，Δt为监测信息的采集周期，f为振捣棒的振频，μ为塑性粘度，A为振捣棒的振幅，ri为第i时刻内单位体元混凝土的中心点距振捣棒棒体的垂直距离，R为振捣棒的作用范围半径，R0为振捣棒的半径，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积。
在上述实施方式中，当单位体元混凝土对应的振动能量类型为钢筋混凝土体元振动能量时，计算单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，kpe和y为过程参量，Mss为横向钢筋净距，dss为横向钢筋直径，φ为钢筋网空隙率，τ0为屈服应力，μ为塑性粘度，ρ为新拌物密度，Δt为监测信息的采集周期，f为振捣棒的振频，A为振捣棒的振幅，R为振捣棒的作用范围半径，R0为振捣棒的半径，ri为第i时刻内单位体元混凝土的中心点距振捣棒棒体的垂直距离，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，Msm为主筋净距，dsm为主筋直径。
在步骤S202之后，还包括以下步骤：
S203、根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态。
作为一种可选的实施方式，在根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定单位体元混凝土的密实状态之前，还可以包括以下步骤：
获取历史施工数据；
根据预先构建的混凝土硬化孔隙率回归预测模型以及历史施工数据，反演计算出振动密实能量密度阈值；
根据振动密实能量密度阈值和单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，计算混凝土振动密实能量密度阈值。
在上述实施方式中，历史施工数据包括历史新拌物含气量、历史屈服应力、历史塑性粘度、历史新拌物密度、历史振动能量密度以及硬化孔隙率等，对此本申请实施例不作限定。
作为进一步可选的实施方式，根据预先构建的混凝土硬化孔隙率回归预测模型以及历史施工数据，反演计算出振动密实能量密度阈值，可以包括以下步骤：
从历史施工数据中确定出最小的硬化孔隙率；
根据历史施工数据，通过预先构建的混凝土硬化孔隙率回归预测模型以及历史施工数据，反演计算出该最小的硬化孔隙率对应的振动密实能量密度阈值。
在上述实施方式中，硬化孔隙率即硬化混凝土孔隙率，常用压汞法、氦流法、甲醇法和饱水法来测定。
在上述实施方式中，混凝土硬化孔隙率回归预测模型中自变量为新拌物含气量、屈服应力、塑性粘度、新拌物密度以及振动能量密度，混凝土硬化孔隙率回归预测模型的输出为自变量对应的硬化孔隙率。在计算振动密实能量密度阈值时，根据历史施工数据包括的历史新拌物含气量、历史屈服应力、历史塑性粘度、历史新拌物密度以及硬化孔隙率，再基于遗传、蚁群、粒子群等优化算法反演计算出最小空隙率及对应的振动密实能量密度阈值。
在步骤S203之后，还包括以下步骤：
S204、根据单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果。
S205、根据混凝土振捣质量评价结果确定所有的欠振区域。
S206、根据每个欠振区域的质心坐标、每个欠振区域的质心坐标对应的体元受振能量以及混凝土振动密实能量密度阈值，计算每个欠振区域对应的待补振能量。
作为一种可选的实施方式，根据每个欠振区域的质心坐标、每个欠振区域的质心坐标对应的体元受振能量以及混凝土振动密实能量密度阈值，计算每个欠振区域对应的待补振能量，可以包括以下步骤：
计算预存的混凝土振动密实能量密度阈值对应的体元密实能量阈值；
根据每个欠振区域的质心坐标、每个欠振区域的质心坐标对应的体元受振能量以及体元密实能量阈值，计算每个欠振区域对应的补振振捣比例值；
根据预设的能量容差率，计算每个欠振区域对应的待补振能量。
在上述实施方式中，计算体元密实能量阈值的计算公式如下：
EV＝E0VV；
其中，Ev为体元密实能量阈值，E0为混凝土振动密实能量密度阈值，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积。
在上述实施方式中，计算每个欠振区域对应的补振振捣比例值的计算公式如下：
其中，S’为该欠振区域的质心坐标对应的补振振捣比例值，E为该欠振区域的质心坐标对应的体元受振能量，Ev为体元密实能量阈值。
在上述实施方式中，计算欠振区域的质心坐标对应的待补振能量的计算公式如下：
Eb＝(1-δ)Ev-Ez；
其中，Eb为该欠振区域的质心坐标对应的待补振能量，δ为预设的能量容差率，Ev为体元密实能量阈值，E为该欠振区域的质心坐标对应的体元受振能量。
在步骤S206之后，还包括以下步骤：
S207、根据施工参数信息和每个欠振区域对应的待补振能量，计算每个欠振区域对应的补振时间。
本申请实施例中，对于同一个欠振区域，该欠振区域对应的质心坐标、该欠振区域对应的待补振能量、该欠振区域对应的质心坐标、该欠振区域对应的补振时间之间一一对应。
本申请实施例中，计算质心坐标对应的补振时间的计算公式如下：
当该质心坐标对应的振动能量类型为素混凝土体元能量时，
当该质心坐标对应的振动能量类型为钢筋混凝土体元振动能量时，，
其中，
其中，Eb为该欠振区域的质心坐标对应的待补振能量，tb为该质心坐标对应的补振时间，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，ρ为新拌物密度，f为振捣棒的振频，μ为塑性粘度，A为振捣棒的振幅，Mss为横向钢筋净距，dss为横向钢筋直径，Msm为主筋净距，dsm为主筋直径，kpe和y为过程参量，φ为钢筋网空隙率，τ0为屈服应力。
在步骤S207之后，还包括以下步骤：
S208、将所有欠振区域的质心坐标以及每个欠振区域对应的补振时间发送至振捣棒的控制设备，以使控制设备控制振捣棒根据欠振区域的质心坐标和补振时间进行补振。
本申请实施例中，该控制设备具有控制该振捣棒在待振捣区域中进行振捣的功能。
作为一种可选的实施方式，监测设备中可以设置控制器，可以将所有欠振区域的质心坐标以及其对应的补振时间发送至监测设备，以使该监测设备通过控制器控制振捣棒根据欠振区域的质心坐标和补振时间进行补振。
可见，实施图2所描述的混凝土振捣质量评价方法，能够对混凝土振捣质量进行可靠与有效的评价，准确性高。
实施例3
请参看图3，图3为本申请实施例提供的一种混凝土振捣质量评价装置的结构示意框图。如图3所示，该混凝土振捣质量评价装置包括：
信息获取模块310，用于获取待振捣区域的施工参数信息以及振捣棒的监测信息。
第一计算模块320，用于根据施工参数信息和监测信息，计算待振捣区域中体元受振能量。
状态确定模块330，用于根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态。
评价模块340，用于根据单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果。
本申请实施例中，施工参数信息包括振捣棒的半径、振捣棒的振幅、振捣棒的振频、新拌物密度、新拌物含气量、屈服应力、塑性粘度、钢筋网空隙率、主筋直径、主筋净距、横向钢筋直径以及横向钢筋净距等，对此本申请实施例不作限定。
本申请实施例中，监测信息包括振捣棒在待振捣区域中进行振捣时的三维运动轨迹和振捣时间等，对此本申请实施例不作限定。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的另一种混凝土振捣质量评价装置的结构示意框图。其中，图4所示的混凝土振捣质量评价装置是由图3所示的混凝土振捣质量评价装置进行优化得到的。如图4所示，第一计算模块320，包括：
第一确定子模块321，用于根据三维运动轨迹，确定振捣棒的位置坐标。
第二确定子模块322，用于根据施工参数信息、振捣时间以及振捣棒的位置坐标，确定单位体元混凝土的振动能量类型以及单位体元混凝土的振捣时间。
能量计算子模块323，用于根据振动能量类型、振捣时间以及施工参数信息，计算体元受振能量。
本申请实施例中，计算体元受振能量的公式如下：
其中，Δt为监测信息采集周期，t为振捣时间，当Δt＝1s时，T＝t，Ei为单位体元混凝土的单位时间体元能量。
本申请实施例中，单位体元混凝土的振动能量类型包括素混凝土体元能量和钢筋混凝土体元振动能量。
本申请实施例中，当单位体元混凝土对应的振动能量类型为素混凝土体元能量时，计算单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，ρ为新拌物密度，Δt为监测信息的采集周期，f为振捣棒的振频，μ为塑性粘度，A为振捣棒的振幅，ri为第i时刻内单位体元混凝土的中心点距振捣棒棒体的垂直距离，R为振捣棒的作用范围半径，R0为振捣棒的半径，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积。
本申请实施例中，当单位体元混凝土对应的振动能量类型为钢筋混凝土体元振动能量时，计算单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，kpe和y为过程参量，Mss为横向钢筋净距，dss为横向钢筋直径，φ为钢筋网空隙率，τ0为屈服应力，μ为塑性粘度，ρ为新拌物密度，Δt为监测信息的采集周期，f为振捣棒的振频，A为振捣棒的振幅，R为振捣棒的作用范围半径，R0为振捣棒的半径，ri为第i时刻内单位体元混凝土的中心点距振捣棒棒体的垂直距离，Vv为单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，Msm为主筋净距，dsm为主筋直径。
本申请实施例中，该混凝土振捣质量评价装置还包括：
历史数据获取模块350，用于根据体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态之前，获取历史施工数据。
本申请实施例中，第一计算模块320在计算体元受振能量之后，还可以触发历史数据获取模块350获取历史施工数据。
第二计算模块360，用于根据预先构建的混凝土硬化孔隙率回归预测模型以及历史施工数据，反演计算出振动密实能量密度阈值；以及根据振动密实能量密度阈值和单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，计算混凝土振动密实能量密度阈值。
作为一种可选的实施方式，该混凝土振捣质量评价装置还包括：
补振坐标确定模块370，用于在根据单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果之后，根据混凝土振捣质量评价结果确定所有的欠振区域。
第三计算模块380，用于根据每个欠振区域的质心坐标、每个欠振区域的质心坐标对应的体元受振能量以及混凝土振动密实能量密度阈值，计算每个欠振区域对应的待补振能量；以及根据施工参数信息和每个欠振区域对应的待补振能量，计算每个欠振区域对应的补振时间。
发送模块390，用于将所有欠振区域的质心坐标以及每个欠振区域对应的补振时间发送至振捣棒的控制设备，以使控制设备控制振捣棒根据欠振区域的质心坐标和补振时间进行补振。
可见，实施图3所描述的混凝土振捣质量评价装置，能够对混凝土振捣质量进行可靠与有效的评价，准确性高。
此外，本发明还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器和处理器，存储器可用于存储计算机程序，处理器通过运行计算机程序，从而使该计算机设备执行上述方法或者上述混凝土振捣质量评价装置中的各个模块的功能。
存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据移动终端的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存上述计算机设备中使用的计算机程序。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种混凝土振捣质量评价方法，其特征在于，包括：
获取待振捣区域的施工参数信息以及振捣棒的监测信息；
根据所述施工参数信息和所述监测信息，计算所述待振捣区域中体元受振能量；
根据所述体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态；
根据所述单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果。
2.根据权利要求1所述的混凝土振捣质量评价方法，其特征在于，所述施工参数信息包括所述振捣棒的半径、所述振捣棒的振幅、所述振捣棒的振频、新拌物密度、屈服应力、塑性粘度、钢筋网空隙率、主筋直径、主筋净距、横向钢筋直径以及横向钢筋净距；
所述监测信息包括所述振捣棒在所述待振捣区域中进行振捣时的三维运动轨迹和振捣时间。
3.根据权利要求2所述的混凝土振捣质量评价方法，其特征在于，根据所述施工参数信息和所述监测信息，计算所述待振捣区域中体元受振能量，包括：
根据所述三维运动轨迹，确定所述振捣棒的位置坐标；
根据所述施工参数信息、所述振捣时间以及所述振捣棒的位置坐标，确定所述单位体元混凝土的振动能量类型以及所述单位体元混凝土的振捣时间；
根据所述振动能量类型、所述振捣时间以及所述施工参数信息，计算所述体元受振能量。
4.根据权利要求3所述的混凝土振捣质量评价方法，其特征在于，计算所述体元受振能量的公式如下：
其中，Δt为监测信息采集周期，t为振捣时间，当Δt＝1s时，T＝t，Ei为所述单位体元混凝土的单位时间体元能量。
5.根据权利要求4所述的混凝土振捣质量评价方法，其特征在于，所述单位体元混凝土的振动能量类型包括素混凝土体元能量和钢筋混凝土体元振动能量；
当所述单位体元混凝土对应的振动能量类型为所述素混凝土体元能量时，计算所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，ρ为所述新拌物密度，Δt为所述监测信息的采集周期，f为所述振捣棒的振频，μ为所述塑性粘度，A为所述振捣棒的振幅，ri为第i时刻内所述单位体元混凝土的中心点距所述振捣棒棒体的垂直距离，R为所述振捣棒的作用范围半径，R0为所述振捣棒的半径，Vv为所述单位体元混凝土表征的实际混凝土体积；
当所述单位体元混凝土对应的振动能量类型为所述钢筋混凝土体元振动能量时，计算所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei的公式如下：
当ri＞R时，
当ri≤R时，
其中，为所述单位体元混凝土的单位时间体元能量Ei，kpe和y为过程参量，Mss为所述横向钢筋净距，dss为所述横向钢筋直径，φ为所述钢筋网空隙率，τ0为所述屈服应力，μ为所述塑性粘度，ρ为所述新拌物密度，Δt为所述监测信息的采集周期，f为所述振捣棒的振频，A为所述振捣棒的振幅，R为所述振捣棒的作用范围半径，R0为所述振捣棒的半径，ri为第i时刻内所述单位体元混凝土的中心点距所述振捣棒棒体的垂直距离，Vv为所述单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，Msm为所述主筋净距，dsm为所述主筋直径。
6.根据权利要求1所述的混凝土振捣质量评价方法，其特征在于，在根据所述体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态之前，所述方法还包括：
获取历史施工数据；
根据预先构建的混凝土硬化孔隙率回归预测模型以及所述历史施工数据，反演计算出振动密实能量密度阈值；
根据所述振动密实能量密度阈值和所述单位体元混凝土表征的实际混凝土体积，计算混凝土振动密实能量密度阈值。
7.根据权利要求1所述的混凝土振捣质量评价方法，其特征在于，在根据所述单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果之后，所述方法还包括：
根据所述混凝土振捣质量评价结果确定所有的欠振区域；
根据每个所述欠振区域的质心坐标、每个所述欠振区域的所述质心坐标对应的体元受振能量以及所述混凝土振动密实能量密度阈值，计算每个所述欠振区域对应的待补振能量；
根据所述施工参数信息和每个所述欠振区域对应的所述待补振能量，计算每个所述欠振区域对应的补振时间；
将所有所述欠振区域的质心坐标以及每个所述欠振区域对应的补振时间发送至所述振捣棒的控制设备，以使所述控制设备控制所述振捣棒根据所述欠振区域的质心坐标和所述补振时间进行补振。
8.一种混凝土振捣质量评价装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取待振捣区域的施工参数信息以及振捣棒的监测信息；
第一计算模块，用于根据所述施工参数信息和所述监测信息，计算所述待振捣区域中体元受振能量；
状态确定模块，用于根据所述体元受振能量和预存的混凝土振动密实能量密度阈值，确定所有单位体元混凝土的密实状态；
评价模块，用于根据所述单位体元混凝土的密实状态获取实际混凝土振捣质量评价结果。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算机设备执行权利要求1至7中任一项所述的混凝土振捣质量评价方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有用于实现权利要求1至7中任一项所述的混凝土振捣质量评价方法时所使用的计算机程序。
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