[发明专利]测量内生变形的装置

说明书

用于在结构从液相转变为固相的过程中测量所述结构(1)的内生变形的装置，所述装置包括：‑适合嵌入结构中的单轴测试体(5)；‑附接到测试体内部的变形测量光纤(7)；‑连接到测量光纤(7)的系统(9，10，11)，其适合检测代表测量光纤变形的信号，并且适合通过所述信号以及通过测试体(5)的材料的已知力学性能确定内生变形，测试体，其刚性在2至5吉帕斯卡之间。

技术领域

本发明涉及到用于在结构凝固阶段测量所述结构的内生局部变形的装置。

背景技术

在诸如大坝、核电站、桥梁、隧道等的土木工程的建筑中非常普遍使用的以及通常涉及力学的相关领域中的结构，通常在其施工期间以及在其整个使用寿命中都承受机械应力。施加这些应力导致这些结构的体积内的变形，从而可能改变它们的力学性能。构成结构的材料的自收缩，即源于结构主体内部的收缩，在结构创建期间，例如在创建由低水/水泥比的水泥基体构成的结构期间，特别成问题，并且是导致材料过早开裂的原因。实际上，自干燥产生的毛细管压力可以达到非常高的值(据1995年华等人所说，为几兆帕斯卡(MPa))。一些研究已经表明，在凝固阶段的第一天发生的内生收缩代表在长期内材料的内生变形中非常重要的一部分：在最初的24小时之后，内生变形可以达到40％以上(Baroghel-Bouny和Kheirbek，2001年)，或者对于一些高性能混凝土而言，在内生条件下成熟一年后测量的变形达到80％以上(Lee等人，2003年)。

为了监测这些结构的质量，必须能够测量这些结构在材料从液相(糊状)变为固相的最初几天，在一至四天之间，最好是在前三天期间在这些结构中发生的变形的演化。

结构变形的演化以及对作用在结构上的应力估算，可以通过放置在结构外表面上的装置来监测，例如用于变形的视觉指示器或对这些结构表面的变形敏感的机械传感器(FR2855210)。通过在结构的体积内集成单轴传感器或“测量光纤”，例如光纤(WO2006127034)，可以估计结构内的变形测量。然而，充其量，这些方法只允许估计施加在置于监测体积中的光纤中的应力或变形分量沿传感器轴线的平均值。最后，将传感器直接集成到监测结构中可导致削弱所述结构，这是由于传感器附近的结构的体积中的应力分布发生变化，传感器的特定形状可能导致有助于传感器周围裂纹萌生的局部应力集中。

发明内容

本发明的目的是提高结构内局部发生的内生变形的测量的质量和可靠性。特别地，本发明的目的在于提高在结构固化过程中在结构内局部发生的内生变形的测量的质量和可靠性。

为此目的，提供一种用于在结构从液相转变为固相的过程中测量所述结构的内生变形的装置，所述装置包括：

在第一端与第二端之间延伸的至少一个单轴测试体，所述至少一个测试体适合嵌入所述结构中，并且是由具有已知力学性能的均质柔性材料制成的，

变形测量光纤，其附接到所述至少一个测试体内部，以便于把所述至少一个测试体的变形传递到所述测量光纤，

连接到所述测量光纤的系统，其适合检测来自所述测量光纤的代表所述测量光纤变形的信号，并且适合通过至少一个所检测的信号以及通过所述测试体的材料的已知力学性能确定内生变形，

至少一个测试体的刚性介于2至5吉帕斯卡(GPa)之间。

关于结构本身的材料的力学性能，可以是假设材料良好的物理力学性能。

这一点参考测试体的刚性，但是同样可以参考所述测试体的组件材料的杨氏模量。

作为选择，这一点可以参考应力或应变，假设这两个量通过机械行为定律相关。

关于所确定的内生变形和应力，它们是在没有测量装置的情况下，在测量水平下结构中存在的值(换言之，如果结构的组成材料在该位置尚未被测试体代替)，因此是在测试体附近的相同值。

因此，测量装置是非侵入性的，廉价的，并且易于在现场实施。