[发明专利]一种混凝土结构表面及内部损伤精细建模方法

权利要求书

1.一种混凝土结构表面及内部损伤精细建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、三维激光扫描破坏前和破坏后的混凝土结构表面，获取三维点云数据，建立混凝土破坏前和破坏后的三维表面模型及其坐标系；

（2）、逐面无损扫描检测混凝土结构内部，标定每次扫描的起始点坐标、扫描方向和终点坐标，确定起始点和终点坐标，获得相对于扫描面不同深度的内部结构的C-SCAN横截面图；

（3）、将上述步骤（2）中C-SCAN横截面图与所述步骤（1）中三维模型中实际对应的曲面，根据标定的坐标与三维表面模型进行配准，三维重构混凝土内部结构；

（4）、按照上述步骤（1）至（3）根据扫描破坏前和破坏后的混凝土结构表面以及对应的混凝土内部结构，建立破坏前与破坏后的混凝土内外结构三维模型；

（5）、对比分析破坏前后的混凝土结构三维模型，精准定位和测量混凝土结构表面及内部损伤、空隙、裂纹、变形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）具体包括：

（1）、利用三维激光扫描对混凝土结构表面进行三维扫描实景复制，快速获取被测对象表面的三维点云数据，建立结构体表面的三维模型，实现外力破坏前与破坏后的实景复制三维还原；

（2）、利用计算机图形学方法将扫描到的混凝土结构的三维点云数据进行三维点云空间配准、三维建模，实现混凝土结构形态的精确可视化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）具体包括：

（1）、利用超声检测仪检测混凝土结构内部，采用多道阵列天线，无需耦合剂；

（2）、紧贴着待测结构混凝土不同表面对其内部进行剪切波扫描检测，直至扫描完整个待测物体结构；

（3）、扫描前需对扫描起始点和扫描路径做标定，确定一次扫描结果的起始点和终点坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）具体包括：

（1）、利用图像空间定位原理，将三维激光扫描仪建立的模型按照超声检测时扫描紧贴混凝土结构的不同的表面进行分割；

（2）、分别将对应每一个表面下超声检测得到的不同深度的C-SCAN横截面图与三维激光扫描的模型中实际对应的曲面根据标定的坐标进行配准，并进行三维重构，实现该混凝土结构完整全面可透视的三维模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的三维激光扫描破坏后的混凝土结构表面，存在由内部延伸至表面的损伤，具体为：

（1）、根据损伤的连贯性和一致性按照不同内部损伤对表面损伤进行分组，对内部损伤构建三维模型；

（2）、对全部损伤进行表面和内部模型的合并，将表面及内部的三维数据融合实现外力破坏后的混凝土结构整体损伤全面可透视的精细三维模型。