[发明专利]一种混凝土工作应力的无损测试方法

权利要求书

1.一种混凝土工作应力的无损测试方法，其特征在于，该无损测试方法包括以下步骤：

步骤1，制作与混凝土构件配合比和养护条件相同的混凝土立方体标准试件，进行超声波测试；

步骤2，从超声波测试信号里读取声速和首波振幅，并利用希尔伯特-黄变换求取每一级荷载下的超声波信号的加权边际谱面积；

步骤3，计算混凝土试件在k级荷载下的超声波速相对变化率ΔV_P(k)、首波振幅相对变化率ΔA(k)、加权边际谱面积相对变化率

步骤4，依据每级荷载的数值以及超声波声学参数相对变化率，建立标定曲线，以应力为横坐标，超声波声学参数相对变化率为纵坐标，得到ΔV_P(k)-σ曲线、ΔA(k)-σ曲线、曲线；

步骤5，在进行混凝土结构工作应力测试时，沿垂直于应力方向对混凝土结构进行超声波测试，同步骤2和步骤3得到混凝土结构在应力状态下的超声波波速相对变化率、首波振幅相对变化率和加权边际谱面积相对变化率，将这些值带入步骤4得到的三条曲线，可得到对应的三个应力值，对这些应力值取算术平均值，得到混凝土结构的工作应力。

2.如权利要求1所述的无损测试方法，其特征在于，在步骤1中，制作与混凝土构件配合比和养护条件相同的混凝土立方体标准试件，进行超声波测试的实现方法为：

以试件的捣制侧面为测试面，将另一对侧面作为承压面置于压力机上，采用分级加载方式，每级荷载20kN，加荷速率为0.3MPa/s，均匀加载，直至试件破坏。首先采集混凝土试件在加载前的超声波信号，每级荷载加载完毕，待变形稳定后，采集该级荷载下的超声波信号。

3.如权利要求1所述的无损测试方法，其特征在于，在步骤2中，加权边际谱面积根据下式计算：

M‾(k)=ΣJMkj·MkjΣjMkj(j=2,3,...,J-1)]]>

式中，为第k级荷载下超声波信号的加权边际谱面积；

为第k级荷载下用希尔伯特-黄变换求取的超声波信号第j阶固有模态函数分量的边际谱面积；

j为正整数，且2≤j≤J-1；J为通过希尔伯特-黄变换得到的固有模态函数IMF分量数量。

4.如权利要求1所述的无损测试方法，其特征在于，在步骤3中，计算混凝土试件在k级荷载下的超声波速相对变化率ΔV_P(k)、首波振幅相对变化率

ΔA(k)、加权边际谱面积相对变化率的公式分别为：

ΔVP(k)=VP(k)-VP0VP0]]>

ΔA(k)=A(k)-A0A0]]>

ΔM‾(k)=M‾(k)-M‾0M‾0]]>

式中，ΔV_P(k)、ΔA(k)、分别为超声波波速相对变化率、首波振幅相对变化率、加权边际谱面积相对变化率；

V_P(k)、A(k)、分别为k级荷载下的超声波波速、首波振幅、加权边际谱面积；

A⁰、分别为加载前的超声波波速、首波振幅、加权边际谱面积。