【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程建筑，具体涉及一种混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法及装置。
技术介绍
1、路面混凝土结构在服役中长期处于恶劣的自然环境中，存在着酸碱盐侵蚀、冻融交替、风化等多种形式的损伤。同时处于特定复杂受力状态下，包括自重、地基不均匀沉降和多元化交通引起的环境振动等。在荷载作用下材料会产生相应的变形和裂缝，裂缝持续发生发展会导致结构破坏。微裂缝逐渐扩展可能影响结构的使用性能，大型裂缝则会影响结构安全性，缩短服役寿命，导致道路坍塌、人员伤亡等安全隐患。
2、交通荷载具有动态性和重复性的特点，是一种拟循环的疲劳荷载。其动态性体现在两个方面：交通荷载的大小在时间上是变化的，荷载的作用位置在空间上是移动的，因此裂缝尺寸和结构应变每时每刻也不尽相同，但是目前道路实时裂缝尺寸和结构应变存在难以测量的问题。而对加载过程中试裂缝尺寸和结构应变分析，科学的评估裂缝与应变场的关系，实现混凝土裂缝及应变场连续监测显得尤为重要。
3、目前，混凝土疲劳过程中变形数据大多是采用传统应变片、lvdt以及夹式引伸计进行采集。这些测量方法一般只能获得局部变形数据或整体宏观变形数据，同时需要花费大量时间完成试件表面的磨平及粘贴，且存在人为误差，测量精度有限；其次，测点位置一旦出现裂缝应变片极易失效，无法获取充足的可靠数据，特别是对于一些高韧性混凝土材料，变形较大且裂缝较多，使用传统测量方法难以对结构变形全过程进行采集，更无法对裂缝发生发展过程进行有效的追踪观测。同时在试验加载过程中，裂缝位置不易预测，使用常规方法很难检测到加载过
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法及装置，旨在解决传统测量方法难以对结构变形全过程进行采集，更无法对裂缝发生发展过程进行有效追踪观测的技术问题，通过本专利技术能够实现各种类型道路路面的有效连续监测预警，且能够保证路面形变监测数据记录的精确高效。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，包括：
3、底座单元；
4、数据采集传输模块，设置于底座单元的底部；
5、太阳能供电模块，设置于底座单元上；
6、纵向高度调节模块，设置于底座单元的顶部；
7、横向滑轨调节模块，设置于纵向高度调节模块上；
8、高速数字图像采集仪，设置于横向滑轨调节模块上，并与数据采集传输模块电性连接；
9、照明模块，设置于横向滑轨调节模块上；
10、伸缩遮挡单元，设置于纵向高度调节模块的顶部；
11、优选的，所述底座单元包含：
12、底座板；
13、4个车轮驱动电机，设置于底座板底部的四角；
14、4个车轮驱动轴，通过多个驱动减速齿轮与对应的车轮驱动电机的输出轴固定连接；
15、4个车轮，与对应的车轮驱动轴固定连接；
16、多个配重块，均匀设置于底座板的底部，且每个配重块分别与对应的车轮驱动电机相邻设置。
17、优选的，所述纵向高度调节模块包含：
18、升降机固定支座板，设置于底座板的顶部；
19、承重支架框，垂直设置于升降机固定支座板的顶部；
20、两个升降机限位杆，分别垂直对称设置于升降机固定支座板的顶部；
21、涡轮丝杆驱动底座，设置于升降机固定支座板的顶部，且位于承重支架框与两个升降机限位杆之间；
22、螺纹驱动丝杆，通过升降机安全螺母设置于涡轮丝杆驱动底座的顶部；
23、高度限位块，设置于螺纹驱动丝杆的顶部；
24、两个升降机滑块，分别套设于对应的升降机限位杆上；
25、升降机涡轮，通过连接板与两个升降机滑块连接，且升降机涡轮与螺纹驱动丝杆啮合。
26、优选的，所述横向滑轨调节模块包含：
27、横向滑轨，与两个升降机滑块连接；
28、采集仪滑动支座，滑动设置于横向滑轨上；
29、角度调节支架组件，设置于采集仪滑动支座的顶部，且与高速数字图像采集仪的底部连接。
30、优选的，所述伸缩遮挡单元包含：
31、遮挡板支架框，设置于承重支架框和两个升降机限位杆的顶部；
32、固定遮挡板，设置于遮挡板支架框的顶部；
33、两个收缩遮挡板，分别对称铰接设置于固定遮挡板的两侧；
34、两个遮挡板机械臂，分别对称铰接设置于遮挡板支架框与对应的收缩遮挡板之间。
35、本专利技术的第二个目的是提供一种上述连续监测装置的连续监测方法，包括以下步骤：
36、s1、对待监测区域的道路表面进行散斑制作，得到处理后的道路表面；
37、s2、利用权利要求1所述的连续监测装置对步骤s1得到的处理后的道路表面图像进行采集，得到道路表面图像，并对获得的道路表面图像进行筛选，得到筛选后的道路表面图像，并实时上传至后台数据处理中心；
38、s3、在步骤s2得到的筛选后的道路表面图像上选取分析计算区域，并根据选取的分析计算区域大小设定合适的网格子区域与计算步长，得到处理后的道路表面图像；
39、s4、对步骤s3得到的处理后的道路表面图像进行匹配计算，得到物面的全场变形信息；
40、s5、对步骤s4得到的全场变形信息中缺失的点进行计算，得到缺失点信息，将得到的缺失点信息与步骤s4得到的全场变形信息进行合并，得到完整的全场变形信息；
41、s6、对步骤s5得到的完整的全场变形信息，进行计算分析，得到道路表面位移云图；
42、s7、根据步骤s6得到的位移云图判断开裂位置及裂缝数量，计算得到单条裂缝长度、裂缝总长度、单条裂缝宽度和裂缝总宽度；
43、s8、对步骤s3所选择的分析计算区域的裂缝数量、裂缝总长度和分析区域面积进行计算，得到分析区域的裂缝数量、裂缝总长度和面积，然后计算得到裂缝线密度ρl和裂缝面密度ρa；
44、s9、根据步骤s7得到的单条裂缝长度，裂缝总长度、单条裂缝宽度、裂缝总宽度以及步骤s8得到的裂缝线密度ρl和裂缝面密度ρa，判定是否超出设定预警阈值，如果超过设定预警阈值，则发出分级预警。
45、优选的，步骤s4中，所述道路表面图像匹配包含以下步骤：
46、s41、对连续监测装置中的高速数字图像采集仪进行平面标定，得到高速数字图像采集仪的内外参数；
47、s42、根据所需监测精度选定合理的采样频率，实时采集各变形阶段的散斑图像并对物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述底座单元包含：
3.根据权利要求1所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述纵向高度调节模块包含：
4.根据权利要求1所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述横向滑轨调节模块包含：
5.根据权利要求3所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述伸缩遮挡单元包含：
6.一种混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法，其特征在于，步骤S4中，所述道路表面图像匹配包含以下步骤：
8.根据权利要求6所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法，其特征在于，步骤S5中，所述全场变形信息中的缺失点信息通过以下的方法计算得到：
9.根据权利要求6所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法，
10.根据权利要求6所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法，其特征在于，步骤S9中，所述分级预警通过以下方法实现：
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述底座单元包含：
3.根据权利要求1所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述纵向高度调节模块包含：
4.根据权利要求1所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述横向滑轨调节模块包含：
5.根据权利要求3所述的混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测装置，其特征在于，所述伸缩遮挡单元包含：
6.一种混凝土约束收缩裂缝和应变场的连续监测方法，其特征在于，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏涛，孙源清，牛荻涛，王艳，梁全策，郭晓锋，宋海奎，李兆光，张少辉，庾宏亮，常海娜，
申请(专利权)人：中国路桥工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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