CN114235605A - 一种智能混凝土受力分析系统 - Google Patents

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王星
程紫运
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Abstract

本发明公开了一种智能混凝土受力分析系统，该系统包括混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块和混凝土桩数据分析管理模块；混凝土桩数据采集模块用于测量混凝土桩的基础数据，混凝土桩测试模块用于对混凝土桩进行瞬间撞击测试、承重能力测试和抗折强度测试，获取混凝土桩的测试数据，混凝土桩检测模块用于在测试后对混凝土桩进行检测，获取混凝土桩的检测数据，混凝土桩数据分析管理模块用于存储混凝土桩的基础数据、测试数据、检测数据以及确定混凝土桩的承重能力、抗折强度和开裂情况。本发明实现了对混凝土最大承重值和抗折强度的准确获取，为混凝土的载重控制提供了依据，有利于避免混凝土服役过程中的坍塌和碎裂。

Description

一种智能混凝土受力分析系统
技术领域
本发明涉及混凝土检测技术领域，具体涉及一种智能混凝土受力分析系统。
背景技术
智能混凝土一般是指超高性能混凝土，也被称为活性粉末混凝土。智能混凝土作为最近三十年中发展迅速的水泥基工程材料，其工程材料性能实现了巨大的跨越，具有自调节、自修复、高阻尼等特性。
但是，由于使用过程中难以获取智能混凝土的受力情况，经常使得智能混凝土承载的重力大于其本身的承载能力，造成智能混凝土的断裂和崩塌。因此，亟需提出一种智能混凝土受力分析系统，通过分析智能混凝土的受力情况，确定智能混凝土的承重能力和抗折强度，从而保证智能混凝土的安全使用。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种智能混凝土受力分析系统，通过实验分析混凝土桩受力，准确获取混凝土的最大承重值和抗折强度，为混凝土的载重控制提供了依据，有效避免了服役过程中因混凝土荷载过大所导致的坍塌和碎裂，保障了混凝土的稳定性，提高了施工安全系数。
本发明具体采用如下技术方案：
一种智能混凝土受力分析系统，包括混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块和混凝土桩数据分析管理模块；
所述混凝土桩数据采集模块，被配置为用于测量混凝土桩的基础数据；
所述混凝土桩测试模块，被配置为用于获取混凝土桩的测试数据；
所述混凝土桩检测模块，被配置为用于检测测试后的混凝土桩，获取混凝土桩的检测数据；
所述混凝土桩数据分析管理模块分别与混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块相连接，被配置为用于存储混凝土桩的基础数据、测试数据、检测数据以及确定混凝土桩的承重能力、抗折强度和开裂情况。
优选地，所述混凝土桩数据采集模块分别与激光测距设备、湿度传感器、裂缝测量设备和平整度测量仪相连接，激光测距设备用于测量混凝土桩的尺寸，湿度传感器用于测量混凝土桩的表面湿度，裂缝测量设备用于测量混凝土桩表面的裂缝尺寸，平整度测量仪用于测量混凝土桩表面的平整度。
优选地，所述混凝土桩的基础数据包括混凝土桩的长度、宽度、高度、表面湿度、平整度以及混凝土桩表面裂缝的长度、宽度和深度。
优选地，所述混凝土桩测试模块与液压测试装置相连接，液压测试装置用于对混凝土桩进行瞬间撞击测试、承重能力测试和抗折强度测试。
优选地，所述混凝土桩的测试数据包括应力加载值、应力加载速度、应力加载位置和应力加载时间。
优选地，所述混凝土桩检测模块分别与摄像机、弯曲度检测设备、超声波探伤设备相连接，摄像机用于记录混凝土桩测试模块对混凝土桩的测试过程，弯曲度检测设备用于测量测试后混凝土桩的弯曲度，超声波探伤设备用于测量测试后混凝土桩的损伤情况。
优选地，所述混凝土桩数据分析管理模块内部设置有混凝土桩承重能力分析模块、混凝土桩抗折强度分析模块和混凝土桩开裂情况分析模块，混凝土桩承重能力分析模块用于确定混凝土桩的最大承重值，混凝土桩抗折强度分析模块用于确定混凝土桩的抗折强度，混凝土桩开裂情况分析模块用于确定混凝土桩的损坏程度。
优选地，所述混凝土桩数据分析管理模块还设置有显示模块，显示模块用于直接输出显示混凝土桩的最大承重值和抗折强度。
本发明具有如下有益效果：
本发明通过设置混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块和混凝土桩数据分析管理模块，利用混凝土桩测试模块对混凝土桩分别进行瞬间撞击测试、承重能力测试和抗折强度测试后，对混凝土桩进行检测获取混凝土桩的检测数据，通过对混凝土桩的测试数据和检测数据进行分析，结合混凝土桩的损坏程度，确定混凝土桩的承重能力和抗折强度，通过分析混凝土的受力情况，避免了服役过程因混凝土荷载超出其自身最大承重值所造成的坍塌和碎裂，为指导混凝土的载重控制提供了有力支撑，保障了服役过程中混凝土的稳固，提高了施工的安全系数。
附图说明
图1为本发明智能混凝土受力分析系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
本发明提出的一种智能混凝土受力分析系统，如图1所示，包括混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块和混凝土桩数据分析管理模块，其中，混凝土桩数据采集模块被配置为用于测量混凝土桩的基础数据，混凝土桩测试模块被配置为用于获取混凝土桩的测试数据，混凝土桩检测模块被配置为用于在测试后对混凝土桩进行检测，获取混凝土桩的检测数据，混凝土桩数据分析管理模块被配置为用于存储混凝土桩的基础数据、测试数据、检测数据以及确定混凝土桩的承重能力、抗折强度和开裂情况。
混凝土桩数据采集模块外接有激光测距仪、湿度传感器、裂缝测量设备和平整度测量仪，激光测距仪用于测量混凝土桩的尺寸，确定混凝土桩的长度、宽度和高度；湿度传感器用于测量混凝土桩的表面湿度；裂缝测量设备用于测量混凝土桩表面的裂缝尺寸，确定混凝土桩表面裂缝的长度、宽度和深度；平整度测量仪用于测量混凝土桩表面的平整度。
混凝土桩测试模块外接有液压测试装置，液压测试装置上设置有加载压头和压力传感器，通过调整液压测试装置对混凝土桩施加的应力加载值、应力加载速度、应力加载位置和应力加载时间，分别对混凝土桩进行瞬间撞击测试、承重能力测试和抗折强度测试，并将测试数据实时传输至混凝土桩数据分析管理模块中。
混凝土桩检测模块与混凝土桩测试模块配套使用，混凝土桩检测模块外接有摄像机、弯曲度检测设备、超声波探伤设备，摄像机用于记录混凝土桩测试模块对混凝土桩的测试全过程，弯曲度检测设备用于在混凝土桩测试后测量混凝土桩的弯曲度，超声波探伤设备用于在测试后测量混凝土桩表面的损伤情况，包括混凝土桩表面裂缝的长度、宽度和深度，为确定混凝土桩的开裂情况提供实测数据。
混凝土桩数据分析管理模块分别与混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块相连接，能够实时接收混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块的测量数据；混凝土桩数据分析管理模块内部设置有混凝土桩承重能力分析模块、混凝土桩抗折强度分析模块和混凝土桩开裂情况分析模块，混凝土桩承重能力分析模块能够根据混凝土桩瞬间撞击测试的测试数据，确定混凝土桩瞬间所能承受的最大应力值，同时，根据混凝土桩承重能力测试的测试数据，确定混凝土桩所能承受的最大承重值；混凝土桩抗折强度分析模块能够根据混凝土桩抗折强度测试的测试数据，确定混凝土桩的抗折强度；混凝土桩开裂情况分析模块能够根据混凝土桩表面的裂缝情况，确定混凝土桩的状态，混凝土桩的状态分为完好、开裂、断裂和碎裂，从而明确测试后混凝土桩的损伤情况。
本发明提出的一种智能混凝土受力分析系统，其工作过程具体包括以下步骤：
步骤1，按照实际服役混凝土的组分和配比制备三个混凝土桩，各混凝土桩的尺寸、组分和配比均相同，对混凝土桩进行编号得到一号混凝土桩、二号混凝土桩和三号混凝土桩，利用混凝土桩数据采集模块对各混凝土桩进行测量，获取各混凝土桩的基础数据，包括混凝土桩的长度、宽度、高度、表面湿度、表面裂缝尺寸和平整度，将混凝土桩数据采集模块测量的基础数据实时传输至混凝土桩数据分析管理模块中。
步骤2，分别针对各混凝土桩安装激光测距设备、湿度传感器、裂缝测量设备、平整度测量仪，将各测量设备与混凝土桩测试模块相连接，再分别针对各混凝土桩安装摄像机、弯曲度检测设备、超声波探伤设备，将各检测设备与混凝土桩检测模块相连接，混凝土桩数据分析管理模块实时获取混凝土桩测试模块的测试数据和混凝土桩检测模块的检测数据。
步骤3，利用液压测试装置对一号混凝土桩进行瞬间撞击测试，混凝土桩检测模块测量获得一号混凝土桩被瞬间撞击时所受的应力加载值、应力加载速度、应力加载时间和应力加载位置；利用液压测试装置对二号混凝土桩进行承重能力测试，混凝土桩检测模块测量获得不同加载应力值在混凝土桩造成的损伤；利用液压测试装置对三号混凝土桩进行抗折强度测试，混凝土桩检测模块测量获得测试结束时三号混凝土桩的弯曲度。
步骤4，利用混凝土桩数据分析管理模块中的混凝土桩开裂情况分析模块，根据瞬间撞击测试、承重能力测试和抗折强度测试后各混凝土桩表面的裂缝数量以及裂缝尺寸，分别确定瞬间撞击测试、承重能力测试和抗折强度测试后混凝土桩的状态；再利用混凝土桩数据分析管理模块中的混凝土桩承重能力分析模块，根据施加不同加载应力值后混凝土桩的状态，结合混凝土桩瞬间测试结果，得到混凝土桩的最大承重值，再利用混凝土桩数据分析管理模块中的混凝土桩抗折强度分析模块，根据不同加载应力值后混凝土桩表面的弯曲度，确定混凝土桩的抗折强度。
步骤5，混凝土桩数据分析管理模块将混凝土桩承重能力分析模块和混凝土桩抗折强度分析模块的分析结果传输至显示模块中，利用显示模块显示混凝土桩的最大承重值和抗折强度，实现了对混凝土的受力分析，有利于指导控制混凝土所受载重。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，包括混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块和混凝土桩数据分析管理模块；
所述混凝土桩数据采集模块，被配置为用于测量混凝土桩的基础数据；
所述混凝土桩测试模块，被配置为用于获取混凝土桩的测试数据；
所述混凝土桩检测模块，被配置为用于检测测试后的混凝土桩，获取混凝土桩的检测数据；
所述混凝土桩数据分析管理模块分别与混凝土桩数据采集模块、混凝土桩测试模块、混凝土桩检测模块相连接，被配置为用于存储混凝土桩的基础数据、测试数据、检测数据以及确定混凝土桩的承重能力、抗折强度和开裂情况。
2.根据权利要求1所述的一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，所述混凝土桩数据采集模块分别与激光测距设备、湿度传感器、裂缝测量设备和平整度测量仪相连接，激光测距设备用于测量混凝土桩的尺寸，湿度传感器用于测量混凝土桩的表面湿度，裂缝测量设备用于测量混凝土桩表面的裂缝尺寸，平整度测量仪用于测量混凝土桩表面的平整度。
3.根据权利要求2所述的一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，所述混凝土桩的基础数据包括混凝土桩的长度、宽度、高度、表面湿度、平整度以及混凝土桩表面裂缝的长度、宽度和深度。
4.根据权利要求1所述的一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，所述混凝土桩测试模块与液压测试装置相连接，液压测试装置用于对混凝土桩进行瞬间撞击测试、承重能力测试和抗折强度测试。
5.根据权利要求4所述的一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，所述混凝土桩的测试数据包括应力加载值、应力加载速度、应力加载位置和应力加载时间。
6.根据权利要求1所述的一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，所述混凝土桩检测模块分别与摄像机、弯曲度检测设备、超声波探伤设备相连接，摄像机用于记录混凝土桩测试模块对混凝土桩的测试过程，弯曲度检测设备用于测量测试后混凝土桩的弯曲度，超声波探伤设备用于测量测试后混凝土桩的损伤情况。
7.根据权利要求1所述的一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，所述混凝土桩数据分析管理模块内部设置有混凝土桩承重能力分析模块、混凝土桩抗折强度分析模块和混凝土桩开裂情况分析模块，混凝土桩承重能力分析模块用于确定混凝土桩的最大承重值，混凝土桩抗折强度分析模块用于确定混凝土桩的抗折强度，混凝土桩开裂情况分析模块用于确定混凝土桩的损坏程度。
8.根据权利要求7所述的一种智能混凝土受力分析系统，其特征在于，所述混凝土桩数据分析管理模块还设置有显示模块，显示模块用于直接输出显示混凝土桩的最大承重值和抗折强度。
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