[发明专利]一种基于压电阻抗效应的钢筋套筒灌浆料密实度缺陷监测方法

摘要

本发明公开了一种基于压电阻抗效应的钢筋套筒灌浆料密实度缺陷监测方法，特点是通过在连接受力钢筋的套筒表面预埋压电陶瓷片，用细软导线将压电陶瓷片与精密阻抗分析仪连接，用精密阻抗分析仪向压电陶瓷片施加电压信号，利用压电陶瓷片与套筒的机电耦合效应，接收压电陶瓷片反馈的电导纳信号；如果缺陷存在即套筒灌浆不密实，与灌浆密实的套筒电导纳信号相比，压电陶瓷片的电导纳信号将发生改变，并采用均方差RMSD作为缺陷指标，对套筒灌浆密实度做出定量判断，优点是集传感器与激发器于一身，工作频率高，受外界干扰小，能够精确地监测套筒灌浆是否密实，对套筒连接的受力性能不产生任何影响，可以实现快速有效的监测。

主权项

1.一种基于压电阻抗效应的钢筋套筒灌浆料密实度缺陷监测方法，其特征在于包括以下步骤：（1）监测部位确定：根据施工图纸确定监测部位，采用梅花桩布置测点；（2）压电陶瓷片的预埋：装配式混凝土梁柱构件在工厂预制时，首先在监测部位连接受力钢筋的套筒中部表面粘贴压电陶瓷片，然后将粘贴好压电陶瓷片的套筒浇筑于混凝土梁柱构件中；（3）电导纳信号采集：将预埋好压电陶瓷片的预制构件装载到施工现场吊装完毕后，将压电陶瓷片通过信号传输电缆与精密阻抗分析仪连接，然后精密阻抗分析仪向压电陶瓷片施加3KHz~500KHz不同高频电激励，同时精密阻抗分析仪接收压电陶瓷片反馈的电导纳信号；分别采集每个压电陶瓷片灌浆前空套筒的电导纳信号和灌浆后套筒的电导纳信号；（4）电导纳信号的处理：电导纳信号处理包括系统误差消除，系统误差消除采用以下公式计算：，式中：为无缺陷即灌浆密实空套筒的电导纳信号；为缺陷存在即灌浆不密实空套筒的电导纳信号；为缺陷存在即灌浆不密实套筒灌完浆后的电导纳信号；为缺陷存在即灌浆不密实套筒灌完浆修正后的电导纳信号；（5）监测套筒灌浆密实度的定性判断将灌浆后监测套筒修正后的电导纳信号与灌浆密实套筒的电导纳信号进行比较，以高频电激励的频率作为横坐标，电导纳实部即电导值作为纵坐标分别绘制信号曲线，对比两条信号曲线，如果两条曲线基本一致，则认为不存在缺陷即灌浆密实，如果两条曲线存在差异，则认为存在缺陷即灌浆不密实；（6）灌浆不密实套筒灌的定量判断若监测套筒存在缺陷即灌浆不密实度，则进一步计算灌浆后监测套筒修正后的电导纳信号的均方差指标RMSD，并根据均方差指标RMSD对缺陷进行定量判断，其中均方差指标RMSD的计算公式为：式中：yi为无缺陷即灌浆密实套筒灌完浆后的电导信号；yj为缺陷存在即灌浆不密实监测套筒灌完浆修正后的电导信号，i=1、2….、n，j=1、2….、n，n为电导信号采集点数目；均方差指标RMSD表示缺陷套筒的电导纳信号与无缺陷套筒的电导纳信号相比的差异程度，均方差指标越小，表明两条曲线差异性越小，即缺陷越小，反之缺陷越大。