【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及砌体结构内部的智能检测，特别是涉及一种适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法、装置、介质及产品。
技术介绍
1、砖石结构往往容易出现结构病态，主要原因是由于基础差异沉降、过度的自重、材料老化和自然灾害，如地震事件。在这些情况下，维护不足和保护不力均会导致砖石结构过早地脆性倒塌，不利于人类生命安全和文化遗产的保护。地震时，纵波发挥着重要作用，但横波对横向结构的影响往往更为显著，横波的振幅和频率能够引发建筑物或桥梁结构的横向摇摆和扭转，对其稳定性和结构完整性造成严重影响。横向振动可能导致建筑物整体的侧倾或摇摆，增加其倒塌风险。因此对于横向力使砌体产生的裂缝检测也至关重要。
2、目前，多种传感技术被应用在砌体结构的自激振动研究方面，其中，较多集中在基于环境振动的监测上，主要通过有限数量的传感器估计结构的模态特征，这种方法在评估结构的整体状态时是有效的，但对于砌体结构内部已经发生局部变化(例如产生裂缝)，其损伤程度不足以影响结构全局的动态行为，且外部无法观察出来，等到外部能够观察到该变化时，为时已晚，上述方法在这种情况下则可能失效。此外，现有传感设备价格昂贵，物理和机械特性与被监测的建筑的特性截然不同，并且传感器必须从外部连接，暴露在大气中会导致粘结剂或传感器本身的退化，且传感器在其使用寿命期间需要频繁的维护和检查，成本较高。
3、因此，快速评估砌体结构的健康状态和识别早期或发展中的损害，是十分迫切的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，所述方法包括：
4、采用delaunay三角形法对墙体监测立面进行离散化，得到离散化结果；墙体监测立面包括门窗洞口和柱脚；
5、建造砌体结构墙试样；所述砌体结构墙试样包括普通砖和智能砖；所述智能砖为设置有智能传感器的普通砖；所述智能砖设置在所述砌体结构墙试样上的插值点上；所述插值点根据所述离散化结果确定；
6、对所述砌体结构墙试样施加耦合荷载，并记录对应耦合荷载条件下各所述智能传感器的电阻变化率；各所述智能传感器的电阻变化率用于表征各所述插值点处的裂缝发展情况；所述耦合荷载包括竖向荷载和横向水平荷载，所述竖向荷载为竖向偏心荷载或竖向集中荷载；
7、基于各所述智能传感器的电阻变化率，结合kriging插值模型，对砌体结构墙试样上任意位置处的电阻变化率进行估计，以实现对砌体结构墙试样上任意位置处的裂缝发展情况的检测和裂缝的定位。
8、可选地，基于各所述智能传感器的电阻变化率，结合kriging插值模型，对砌体结构墙试样上任意位置处的电阻变化率进行估计，具体包括：
9、根据各所述智能传感器的电阻变化率，确定包含所有智能传感器电输出结果的观测向量；
10、根据各智能传感器所在位置，确定包含所有智能传感器所在位置的设计位点集合；
11、根据所述观测向量和所述设计位点集合，构建kriging插值模型；
12、通过所述kriging插值模型将各所述智能传感器的电阻变化率映射到整个砌体结构墙试样上，得到估计模型；所述估计模型用于对整个砌体结构墙试样上任意位置处的电阻变化率进行估计。
13、可选地，所述估计模型的表达式为：
14、
15、其中，x表示砌体结构墙试样上任意点的位置；表示电阻率变化率的估计值；f(x)表示给定函数；t表示矩阵的转置；β表示回归参数，r(x)表示设计位点和任意点的位置x之间的相关性向量；r表示正定矩阵；y表示观测向量。
16、可选地，在所述根据所述观测向量和所述设计位点集合，构建kriging插值模型之后，还包括：
17、引入局部偏差，并基于所述kriging插值模型对任意采样点进行插值，得到修正方程；所述修正方程用于对各所述智能传感器的电阻变化率进行修正。
18、可选地，所述方法还包括：
19、计算各所述智能传感器的电阻变化率，得到电阻变化率计算值；
20、根据所述电阻变化率计算值对记录的对应耦合荷载条件下各所述智能传感器的电阻变化率进行验证。
21、可选地，对所述砌体结构墙试样施加横向水平荷载和竖向偏心荷载时，电阻变化率计算值的计算公式为：
22、
23、其中，x为观测位点的横坐标；s为单块智能传感器的高度；λ为压阻系数；v为砌体墙试样的泊松比；r0为无负载时智能传感器的初始电阻；δr12(x)为施加横向水平荷载和竖向偏心荷载时x处智能传感器的电阻变化量；f1为在砌体墙试样上施加的横向水平荷载；f2为在砌体墙试样上施加的竖向偏心荷载；e为距离砌体墙试样中心的距离；a为砌体墙试样的面积；e为砌体墙试样的杨氏模量；i为砌体墙试样横截面惯性矩；b为单块智能砖的宽度；n表示当前智能砖中性轴到砌体墙试样上相对于荷载的另一侧边缘的距离。
24、可选地，对所述砌体结构墙试样施加横向水平荷载和竖向集中荷载时，电阻变化率计算值的计算公式为：
25、
26、其中，x为观测位点的横坐标；s为单块智能传感器的高度；λ为压阻系数；v为砌体墙试样的泊松比；r0为无负载时智能传感器的初始电阻；δr13(x)为施加横向水平荷载和竖向集中荷载时x处智能传感器的电阻变化量；f1为在砌体墙试样上施加的横向水平荷载；f3为在砌体墙试样上施加的竖向集中荷载；e为距离砌体墙试样中心的距离；a为砌体墙试样的面积；e为砌体墙试样的杨氏模量；b为单块智能砖的宽度；n表示当前智能砖中性轴到砌体墙试样上相对于荷载的另一侧边缘的距离。
27、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法。
28、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法。
29、为实现上述目的，本专利技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法的步骤。
30、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
31、本专利技术提供了一种适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法、装置、介质及产品，本专利技术通过设置有智能传感器的智能砖建造砌体结构墙试样；对砌体结构墙试样施加耦合荷载，并记录对应耦合荷载条件下各智能传感器的电阻变化率；基于各智能传感器的电阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，基于各所述智能传感器的电阻变化率，结合Kriging插值模型，对砌体结构墙试样上任意位置处的电阻变化率进行估计，具体包括：
3.根据权利要求2所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，所述估计模型的表达式为：
4.根据权利要求2所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，在所述根据所述观测向量和所述设计位点集合，构建Kriging插值模型之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，对所述砌体结构墙试样施加横向水平荷载和竖向偏心荷载时，电阻变化率计算值的计算公式为：
7.根据权利要求5所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌
8.一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，基于各所述智能传感器的电阻变化率，结合kriging插值模型，对砌体结构墙试样上任意位置处的电阻变化率进行估计，具体包括：
3.根据权利要求2所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，所述估计模型的表达式为：
4.根据权利要求2所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，在所述根据所述观测向量和所述设计位点集合，构建kriging插值模型之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的适用于竖向和水平荷载耦合作用下砌体墙面裂缝检测方法，其特征在于，对所述砌...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹纪兴，杜姣燕，何海杰，包超，黄小宁，杜建东，王义芳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。