一种沥青混凝土防渗面板的开裂预警方法及装置制造方法
【专利摘要】一种现场沥青混凝土防渗面板的开裂预警装置及方法，包括应变传感器、加荷装置、测试板以及数字处理器。应变传感器埋设于工程现场的沥青混凝土防渗面板内，负责采集面板的应变数据，并将数据传输至数字处理器，数字处理器向加荷装置发出指令，使加荷装置对测试板施加相等应变的载荷，同时加荷装置中的应力传感器将所施加荷载的应力值传输至数字处理器，将应力值与沥青混凝土防渗面板的强度进行对比，根据对比结果预报防渗面板是否存在开裂危险。使用本沥青混凝土防渗面板的开裂预警装置及方法能够对沥青混凝土防渗面板是否开裂进行预报、预警，可有效避免沥青混凝土防渗面板开裂的发生。
【专利说明】一种沥青混凝土防渗面板的开裂预警方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及浙青混凝土面板工程的监测领域，尤其涉及一种能够发出开裂预警信号的浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置及方法。
【背景技术】
[0002]浙青混凝土防渗面板以其优异的防渗性、适应基础变形性和缺陷修复快捷性，正在水利水电工程建筑物，如大坝、渠道等的建设中获得越来越广泛的应用。然而防渗面板可能在寒冷地区会因为外界的温度变化而造成开裂，面板开裂以后会制约其正常使用，直接关系到所防护的建筑物能否正常运行，并且造成一系列严重的后期问题。因此，预报浙青混凝土防渗面板是否存在开裂的风险，是一项非常有意义的课题。
[0003]鉴于此，本发明人发明和设计了本发明的方法及装置，用于对现场浙青混凝土防渗面板进行应变、应力实时监测和开裂预警，使工程管理人员掌握防渗面板的工作状况。目前尚无能够解决这一问题的产品或者方法。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种现场浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置及方法，能够实时对使用中的防渗面板进行应变、应力监测，在应力接近防渗面板的抗拉强度时进行防渗面板的开裂预警，提醒工作人员采取运行措施，有效避免防渗面板开裂的发生。
[0005]本发明的现场浙青混凝土防渗面板的开裂预警方法的技术方案如下:
Si:量测工程现场浙青混凝土防渗面板的应变数值；
S2:在同一工程现场，放置一个具有与浙青混凝土防渗面板完全相同材质、用于模拟工程现场浙青混凝土防渗面板的测试板，根据量测的防渗面板应变值对该测试板施加荷载，使测试板的应变值等于防渗面板的应变值，并量测出所施加荷载的应力值；
S3:将量测到的荷载应力值与浙青混凝土防渗面板的抗拉强度进行对比，根据对比结果判断防渗面板的开裂风险。
[0006]本发明的方法，在浙青混凝土防渗面板内及该测试板均设有一个应变传感器，用于量测防渗面板及该测试板的应变值；以及一个加荷装置，通过加荷装置对测试板施加荷载，荷载大小按照使测试板产生的应变值和量测到的防渗面板应变值相等的方式进行控制。
[0007]本发明的方法，还包括一个数字处理器，该数字处理器可接收防渗面板内应变传感器所量测到的应变值，并根据该应变值控制加荷装置对测试板施加的荷载，使测试板的应变值等于防渗面板的应变值；该数字处理器还可接收由加荷装置应力传感器量测到的测试板应力值，将该应力值与数字处理器中存储的防渗面板的抗拉强度进行对比，可对防渗面板是否开裂做出判断。若有开裂可能性，该数字处理器可发出防渗面板开裂的预警信号。
[0008]本发明还涉及一种浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置，其具体包括如下的技术方案: 一种浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置，包括:
第一应变传感器，预埋于工程现场的浙青混凝土防渗面板中，负责量测该防渗面板的应变数据；
加荷装置，接收一数字处理器的指令并对一测试板施加荷载；
该测试板，具有与浙青混凝土防渗面板完全相同的材质，用于模拟工程现场的浙青混凝土防渗面板，承受加荷装置施加的荷载，于该测试板设有第二应变传感器；
该数字处理器，用于接收所述第一应变传感器的应变数据，并控制该加荷装置对该测试板施加荷载，直至使该测试板内第二应变传感器所量测的应变数据与防渗面板内第一应变传感器的应变数据相等。由一个应力传感器量测出此时该测试板的应力值，将该应力值与防渗面板的抗拉强度进行比较，并判断该防渗面板是否存在开裂风险。如存在风险，则由数字处理器发出预警信号。
[0009]进一步地，所述测试板的几何尺寸是经过论证、并便于现场施加荷载的任何数值。
[0010]本发明技术方案的技术效果是:
(1)测试板置于工程现场防渗面板所处的同一环境中，因此可由测试板应力值推算防渗面板应力；
(2)在工程运行时，通过该方法能够有效检测出防渗面板应力，为正确进行面板的开裂预警提供基础数据；
(3)可以实时检测防渗面板的应力，使工程人员随时了解防渗面板的工作状况，预警防渗面板是否存在开裂的危险，并作出相应的防止危险发生的措施。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是本发明所述浙青混凝土防渗面板的开裂预警方法的简略流程图。
[0012]图2是本发明所述开裂预警装置的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]本发明涉及水利水电工程中浙青混凝土防渗面板的应力测量方法和开裂预警方法，特别是指在低温环境下，如_25°C以下温度对防渗面板的应力进行量测，以对其是否开裂进行预报。
[0014]抗拉强度Rm是防渗面板拉断前能够承受的最大拉应力。
[0015]如图1所示，一种浙青混凝土防渗面板的开裂预警方法，包括以下步骤:
Si:测量在工程现场的防渗面板的应变；
S2:在工程现场，对一个具有与防渗面板完全相同的材质、用于模拟工程现场防渗面板的测试板施加拉力，并测出该拉力对测试板所产生的应变，使测试板的应变接近或等于该防渗面板的应变；
S3:测出该测试板因被施加拉力所产生的应力，将该应力与该防渗面板的抗拉强度进行比较，根据对比情况判定是否会发生面板开裂。
[0016]又如图2所示，与上述方法相对应的一种浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置，包括:
第一应变传感器1，设于工程现场的防渗面板，所述应变传感器I预埋在浙青混凝土防渗面板内，负责采集防渗面板的应变数据；
加荷装置2，接收数字处理器4的指令并向测试板3施加载荷F ；
测试板3，模拟工程现场的防渗面板，其面积为一定量A，其制作材质与防渗面板完全相同；在所述测试板3上安装有第二应变传感器6。
[0017]数字处理器4，所述数字处理器4接收所述第一应变传感器I传送的应变数据，向所述加荷装置2发出加载指令，使得测试板3达到与所述防渗面板相同的应变数据(由第二应变传感器6的读取)，此时由应力传感器测出的测试板3的应力值，并将该应力值与数字处理器4内预存的防渗面板的抗拉强度Rm进行大小比对，若该应力值接近Rm到某一程度，则意味着该防渗面板具有开裂的风险。
[0018]其工作原理是:在浙青混凝土防渗面板的工程现场运行环境下，摆放一块用与防渗面板相同材料和适宜尺寸A制作的浙青混凝土测试板3，该测试板3两端被加荷装置施加拉力F，由数字处理器4确定加荷装置2对浙青混凝土测试板3所施加荷载F的大小，按照确保浙青混凝土测试板3的应变在合理误差范围内接近浙青混凝土防渗面板应变的方法，此时，将测量到的测试板3的拉应力视为防渗面板内部的拉应力。
[0019]适宜尺寸A是经过论证、并便于现场施加荷载的任何数值。
[0020]进一步地，上述的浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置还包括报警装置5，所述报警装置5电连接于所述数字处理器4。
[0021 ] 所述测试板3的厚度在20mm至40mm之间,优选地,所述测试板3的厚度为40mm。
[0022]上述的浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置，所述测试板3为边长大于等于200mm的正方形。
[0023]上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造【具体实施方式】的限定。为了清楚地说明各部件的组合关系，上面对各种说明性的部件及其连接关系围绕其功能进行了一般地描述，至于这种部件的组合是实现哪种功能，取决于特定的应用和对整个装置所施加的设计约束条件。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种现场浙青混凝土防渗面板的开裂预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: S1:量测工程现场浙青混凝土防渗面板的应变； S2:在同一工程现场，放置一个具有与浙青混凝土防渗面板完全相同材质、用于模拟工程现场浙青混凝土防渗面板的测试板，根据量测的防渗面板的应变值对该测试板施加荷载，使测试板的应变值等于防渗面板的应变值，量测出所述施加的荷载产生的测试板的荷载应力值； S3:将量测到的荷载应力值与浙青混凝土防渗面板的抗拉强度进行对比，根据对比结果判断防渗面板的开裂可能性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 在浙青混凝土防渗面板内及测试板均设有一个应变传感器，用于量测防渗面板及该测试板的应变值；以及 一个加荷装置，通过加荷装置对测试板施加荷载，荷载大小的调整按照使测试板产生的应变值和量测到的防渗面板应变值相等的方式进行。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括一个数字处理器，该数字处理器可接收防渗面板内应变传感器量测到的应变值，并根据该应变值控制加荷装置对测试板施加的荷载，使该测试板的应变值等于防渗面板的应变值；该数字处理器还可接收由加荷装置中的应力传感器量测到的荷载应力值，将该应力值与数字处理器中存储的防渗面板抗拉强度进行对比，可对防渗面板是否开裂做出判断；若具有开裂风险，由该数字处理器发出防渗面板开裂的预警信号。
4.一种浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置，其特征在于，包括: 第一应变传感器，预埋于工程现场的浙青混凝土防渗面板中，用于量测防渗面板的应变数据； 加荷装置，接收数字处理器的指令并对测试板施加荷载； 该测试板，具有与浙青混凝土防渗面板完全相同的材质，用于模拟工程现场的浙青混凝土防渗面板，承受加荷装置施加的荷载，该测试板设有第二应变传感器； 该数字处理器，用于接收所述第一应变传感器的应变数据，并控制该加荷装置对该测试板施加荷载，直至使测试板的第二应变传感器量测的应变数据与防渗面板内第一应变传感器的应变数据相等，由一个应力传感器量测出此时该测试板的应力值，将该应力值与防渗面板的抗拉强度进行比较，并判断该防渗面板是否存在开裂可能性，如存在，则由数字处理器发出预警信号。
5.如权利要求4所述的浙青混凝土防渗面板的开裂预警装置，其特征在于，所述测试板的几何尺寸是经过论证、并便于现场施加荷载的任何数值。
【文档编号】G01N19/00GK103792185SQ201410037996
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】郝巨涛, 刘增宏, 夏世法, 汪正兴, 张福成, 黄昊, 李蓉, 徐耀, 吕小彬, 李敬玮, 赵波, 毋志钊, 鲍志强, 王秀军, 张家宏 申请人:中国水利水电科学研究院, 北京中水科海利工程技术有限公司