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一種瀝青混凝土防滲面板的開裂預警方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種現場瀝青混凝土防滲面板的開裂預警裝置及方法，包括應變傳感器、加荷裝置、測試板以及數字處理器。應變傳感器埋設于工程現場的瀝青混凝土防滲面板內，負責采集面板的應變數據，并將數據傳輸至數字處理器，數字處理器向加荷裝置發出指令，使加荷裝置對測試板施加相等應變的載荷，同時加荷裝置中的應力傳感器將所施加荷載的應力值傳輸至數字處理器，將應力值與瀝青混凝土防滲面板的強度進行對比，根據對比結果預報防滲面板是否存在開裂危險。使用本瀝青混凝土防滲面板的開裂預警裝置及方法能夠對瀝青混凝土防滲面板是否開裂進行預報、預警，可有效避免瀝青混凝土防滲面板開裂的發生。
【專利說明】一種瀝青混凝土防滲面板的開裂預警方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及浙青混凝土面板工程的監測領域，尤其涉及一種能夠發出開裂預警信號的浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置及方法。
【背景技術】
[0002]浙青混凝土防滲面板以其優異的防滲性、適應基礎變形性和缺陷修復快捷性，正在水利水電工程建筑物，如大壩、渠道等的建設中獲得越來越廣泛的應用。然而防滲面板可能在寒冷地區會因為外界的溫度變化而造成開裂，面板開裂以后會制約其正常使用，直接關系到所防護的建筑物能否正常運行，并且造成一系列嚴重的后期問題。因此，預報浙青混凝土防滲面板是否存在開裂的風險，是一項非常有意義的課題。
[0003]鑒于此，本發明人發明和設計了本發明的方法及裝置，用于對現場浙青混凝土防滲面板進行應變、應力實時監測和開裂預警，使工程管理人員掌握防滲面板的工作狀況。目前尚無能夠解決這一問題的產品或者方法。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種現場浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置及方法，能夠實時對使用中的防滲面板進行應變、應力監測，在應力接近防滲面板的抗拉強度時進行防滲面板的開裂預警，提醒工作人員采取運行措施，有效避免防滲面板開裂的發生。
[0005]本發明的現場浙青混凝土防滲面板的開裂預警方法的技術方案如下:
Si:量測工程現場浙青混凝土防滲面板的應變數值；
S2:在同一工程現場，放置一個具有與浙青混凝土防滲面板完全相同材質、用于模擬工程現場浙青混凝土防滲面板的測試板，根據量測的防滲面板應變值對該測試板施加荷載，使測試板的應變值等于防滲面板的應變值，并量測出所施加荷載的應力值；
S3:將量測到的荷載應力值與浙青混凝土防滲面板的抗拉強度進行對比，根據對比結果判斷防滲面板的開裂風險。
[0006]本發明的方法，在浙青混凝土防滲面板內及該測試板均設有一個應變傳感器，用于量測防滲面板及該測試板的應變值；以及一個加荷裝置，通過加荷裝置對測試板施加荷載，荷載大小按照使測試板產生的應變值和量測到的防滲面板應變值相等的方式進行控制。
[0007]本發明的方法，還包括一個數字處理器，該數字處理器可接收防滲面板內應變傳感器所量測到的應變值，并根據該應變值控制加荷裝置對測試板施加的荷載，使測試板的應變值等于防滲面板的應變值；該數字處理器還可接收由加荷裝置應力傳感器量測到的測試板應力值，將該應力值與數字處理器中存儲的防滲面板的抗拉強度進行對比，可對防滲面板是否開裂做出判斷。若有開裂可能性，該數字處理器可發出防滲面板開裂的預警信號。
[0008]本發明還涉及一種浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置，其具體包括如下的技術方案: 一種浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置，包括:
第一應變傳感器，預埋于工程現場的浙青混凝土防滲面板中，負責量測該防滲面板的應變數據；
加荷裝置，接收一數字處理器的指令并對一測試板施加荷載；
該測試板，具有與浙青混凝土防滲面板完全相同的材質，用于模擬工程現場的浙青混凝土防滲面板，承受加荷裝置施加的荷載，于該測試板設有第二應變傳感器；
該數字處理器，用于接收所述第一應變傳感器的應變數據，并控制該加荷裝置對該測試板施加荷載，直至使該測試板內第二應變傳感器所量測的應變數據與防滲面板內第一應變傳感器的應變數據相等。由一個應力傳感器量測出此時該測試板的應力值，將該應力值與防滲面板的抗拉強度進行比較，并判斷該防滲面板是否存在開裂風險。如存在風險，則由數字處理器發出預警信號。
[0009]進一步地，所述測試板的幾何尺寸是經過論證、并便于現場施加荷載的任何數值。
[0010]本發明技術方案的技術效果是:
(1)測試板置于工程現場防滲面板所處的同一環境中，因此可由測試板應力值推算防滲面板應力；
(2)在工程運行時，通過該方法能夠有效檢測出防滲面板應力，為正確進行面板的開裂預警提供基礎數據；
(3)可以實時檢測防滲面板的應力，使工程人員隨時了解防滲面板的工作狀況，預警防滲面板是否存在開裂的危險，并作出相應的防止危險發生的措施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發明所述浙青混凝土防滲面板的開裂預警方法的簡略流程圖。
[0012]圖2是本發明所述開裂預警裝置的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明涉及水利水電工程中浙青混凝土防滲面板的應力測量方法和開裂預警方法，特別是指在低溫環境下，如_25°C以下溫度對防滲面板的應力進行量測，以對其是否開裂進行預報。
[0014]抗拉強度Rm是防滲面板拉斷前能夠承受的最大拉應力。
[0015]如圖1所示，一種浙青混凝土防滲面板的開裂預警方法，包括以下步驟:
Si:測量在工程現場的防滲面板的應變；
S2:在工程現場，對一個具有與防滲面板完全相同的材質、用于模擬工程現場防滲面板的測試板施加拉力，并測出該拉力對測試板所產生的應變，使測試板的應變接近或等于該防滲面板的應變；
S3:測出該測試板因被施加拉力所產生的應力，將該應力與該防滲面板的抗拉強度進行比較，根據對比情況判定是否會發生面板開裂。
[0016]又如圖2所示，與上述方法相對應的一種浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置，包括:
第一應變傳感器1，設于工程現場的防滲面板，所述應變傳感器I預埋在浙青混凝土防滲面板內，負責采集防滲面板的應變數據；
加荷裝置2，接收數字處理器4的指令并向測試板3施加載荷F ；
測試板3，模擬工程現場的防滲面板，其面積為一定量A，其制作材質與防滲面板完全相同；在所述測試板3上安裝有第二應變傳感器6。
[0017]數字處理器4，所述數字處理器4接收所述第一應變傳感器I傳送的應變數據，向所述加荷裝置2發出加載指令，使得測試板3達到與所述防滲面板相同的應變數據(由第二應變傳感器6的讀取)，此時由應力傳感器測出的測試板3的應力值，并將該應力值與數字處理器4內預存的防滲面板的抗拉強度Rm進行大小比對，若該應力值接近Rm到某一程度，則意味著該防滲面板具有開裂的風險。
[0018]其工作原理是:在浙青混凝土防滲面板的工程現場運行環境下，擺放一塊用與防滲面板相同材料和適宜尺寸A制作的浙青混凝土測試板3，該測試板3兩端被加荷裝置施加拉力F，由數字處理器4確定加荷裝置2對浙青混凝土測試板3所施加荷載F的大小，按照確保浙青混凝土測試板3的應變在合理誤差范圍內接近浙青混凝土防滲面板應變的方法，此時，將測量到的測試板3的拉應力視為防滲面板內部的拉應力。
[0019]適宜尺寸A是經過論證、并便于現場施加荷載的任何數值。
[0020]進一步地，上述的浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置還包括報警裝置5，所述報警裝置5電連接于所述數字處理器4。
[0021 ] 所述測試板3的厚度在20mm至40mm之間,優選地,所述測試板3的厚度為40mm。
[0022]上述的浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置，所述測試板3為邊長大于等于200mm的正方形。
[0023]上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明創造所作的舉例，而并非對本發明創造【具體實施方式】的限定。為了清楚地說明各部件的組合關系，上面對各種說明性的部件及其連接關系圍繞其功能進行了一般地描述，至于這種部件的組合是實現哪種功能，取決于特定的應用和對整個裝置所施加的設計約束條件。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造權利要求的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種現場浙青混凝土防滲面板的開裂預警方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: S1:量測工程現場浙青混凝土防滲面板的應變； S2:在同一工程現場，放置一個具有與浙青混凝土防滲面板完全相同材質、用于模擬工程現場浙青混凝土防滲面板的測試板，根據量測的防滲面板的應變值對該測試板施加荷載，使測試板的應變值等于防滲面板的應變值，量測出所述施加的荷載產生的測試板的荷載應力值； S3:將量測到的荷載應力值與浙青混凝土防滲面板的抗拉強度進行對比，根據對比結果判斷防滲面板的開裂可能性。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于: 在浙青混凝土防滲面板內及測試板均設有一個應變傳感器，用于量測防滲面板及該測試板的應變值；以及 一個加荷裝置，通過加荷裝置對測試板施加荷載，荷載大小的調整按照使測試板產生的應變值和量測到的防滲面板應變值相等的方式進行。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括一個數字處理器，該數字處理器可接收防滲面板內應變傳感器量測到的應變值，并根據該應變值控制加荷裝置對測試板施加的荷載，使該測試板的應變值等于防滲面板的應變值；該數字處理器還可接收由加荷裝置中的應力傳感器量測到的荷載應力值，將該應力值與數字處理器中存儲的防滲面板抗拉強度進行對比，可對防滲面板是否開裂做出判斷；若具有開裂風險，由該數字處理器發出防滲面板開裂的預警信號。
4.一種浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置，其特征在于，包括: 第一應變傳感器，預埋于工程現場的浙青混凝土防滲面板中，用于量測防滲面板的應變數據； 加荷裝置，接收數字處理器的指令并對測試板施加荷載； 該測試板，具有與浙青混凝土防滲面板完全相同的材質，用于模擬工程現場的浙青混凝土防滲面板，承受加荷裝置施加的荷載，該測試板設有第二應變傳感器； 該數字處理器，用于接收所述第一應變傳感器的應變數據，并控制該加荷裝置對該測試板施加荷載，直至使測試板的第二應變傳感器量測的應變數據與防滲面板內第一應變傳感器的應變數據相等，由一個應力傳感器量測出此時該測試板的應力值，將該應力值與防滲面板的抗拉強度進行比較，并判斷該防滲面板是否存在開裂可能性，如存在，則由數字處理器發出預警信號。
5.如權利要求4所述的浙青混凝土防滲面板的開裂預警裝置，其特征在于，所述測試板的幾何尺寸是經過論證、并便于現場施加荷載的任何數值。
【文檔編號】G01N19/00GK103792185SQ201410037996
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】郝巨濤, 劉增宏, 夏世法, 汪正興, 張福成, 黃昊, 李蓉, 徐耀, 呂小彬, 李敬瑋, 趙波, 毋志釗, 鮑志強, 王秀軍, 張家宏 申請人:中國水利水電科學研究院, 北京中水科海利工程技術有限公司