一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法及系统。方法包括：获取待测植草混凝土表层结构的点云数据；生成三维数字表面模型；以设定步长进行切片，得到多个不同的切面和切块；根据各切面和切块计算得到待测植草混凝土表层孔隙率；获取通过实验得到的目标植草混凝土试件实际有效孔隙率和表层孔隙率的关系式；将待测植草混凝土表层孔隙率带入关系式中，计算得到待测植草混凝土的实际有效孔隙率。采用三维激光扫描技术，在现场快速获取植草混凝土获得点云数据，根据获得的点云数据计算得到表层孔隙率，再根据实验获得的实际有效孔隙率与表层孔隙率的关系，得到待检测混凝土的实际有效孔隙率，实现对植草混凝土现场的无损检测。

A test method and system for effective porosity of grass planting concrete

【技术实现步骤摘要】
一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法及系统
本专利技术涉及水利工程
，特别是涉及一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法及系统。
技术介绍
植草混凝土是由水泥、石子、掺合料、水和外加剂等组成，以随机大孔隙率混凝土为骨架的一种新型生态混凝土。它内部具有20％～30％的连续的孔隙结构，不仅能够满足中小河流护坡工程强度要求，同时能满足植物生长环境的要求，植物在其中萌芽生长，其根系在混凝土孔隙中不断延伸，最终植物与混凝土融为一体，形成具有一定强度和植被覆盖率的环境友好型护岸材料。该技术适用于水利工程、交通工程等岸坡防护，既有稳定边坡的功能，又有美化环境、水土保持的效果，且能减少水泥和水资源的使用，降低混凝土对天然土壤的污染，便于大规模机械化生产，具有非常广阔的工程应用前景。植草混凝土有效孔隙率直接影响植物根茎的生长空间、生长路径，决定其根系是否能够透过植草混凝土并伸入基层土壤，对植物的生存环境、根系生长分布情况等起重要作用，并最终影响植草混凝土在岸坡防护的整体稳定性能与使用寿命，因此对植草混凝土有效孔隙率的测定对其应用推广具有十分重要的意义。...

【技术保护点】
1.一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取待测植草混凝土表层结构的点云数据；所述点云数据为采用三维激光扫描技术将扫描到的所述待测植草混凝土表层的点以三维斜坐标的形式记录的数据；/n根据所述点云数据生成三维数字表面模型；/n对所述三维数字表面模型以设定步长进行切片，得到多个不同的切面和切块；/n根据各所述切面和切块计算得到所述待测植草混凝土表层孔隙率；所述表层孔隙率为植草混凝土孔隙体积占对应植草混凝土整体体积的百分比；/n获取通过实验得到的目标植草混凝土试件实际有效孔隙率和表层孔隙率的关系式；/n将所述待测植草混凝土表层孔隙率带入所述关系式中，计算得到所述待测植草...

【技术特征摘要】
1.一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待测植草混凝土表层结构的点云数据；所述点云数据为采用三维激光扫描技术将扫描到的所述待测植草混凝土表层的点以三维斜坐标的形式记录的数据；
根据所述点云数据生成三维数字表面模型；
对所述三维数字表面模型以设定步长进行切片，得到多个不同的切面和切块；
根据各所述切面和切块计算得到所述待测植草混凝土表层孔隙率；所述表层孔隙率为植草混凝土孔隙体积占对应植草混凝土整体体积的百分比；
获取通过实验得到的目标植草混凝土试件实际有效孔隙率和表层孔隙率的关系式；
将所述待测植草混凝土表层孔隙率带入所述关系式中，计算得到所述待测植草混凝土的实际有效孔隙率。


2.根据权利要求1所述的一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法，其特征在于，所述获取待测植草混凝土表层结构的点云数据具体包括：
采用三维激光扫描仪对所述待测混凝土进行激光扫描，得到所述待测混凝土表层上的若干个点；
将所述待测混凝土表层上的若干个点以三维斜坐标的形式进行记录，得到所述点云数据。


3.根据权利要求1所述的一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法，其特征在于，所述根据所述点云数据生成三维数字表面模型具体包括：
根据公式计算出各点云数据对应的三维笛卡尔坐标；其中S为三维激光扫描仪的观测中心与扫描点之间的距离，α为三维激光扫描仪扫描的水平角，θ为三维激光扫描仪扫描的竖直角；X、Y、Z均为三维笛卡尔坐标系的坐标轴；
根据所述三维笛卡尔坐标在逆向工程软件中进行点的封装，得到所述三维数字表面模型。


4.根据权利要求3所述的一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法，其特征在于，
所述对所述三维数字表面模型以设定步长进行切片，得到多个不同的切面和切块具体包括：
以平行于所述三维笛卡尔坐标系XY平面的面作为切割面；
控制所述切割面保持与所述XY平面平行并以所述设定步长的长度移动，对所述三维数字表面模型进行切片，得到多个不同的切面和切块。


5.根据权利要求1所述的一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法，其特征在于，所述根据各所述切面计算得到所述待测植草混凝土表层孔隙率具体包括：
在各所述切面上分别进行插值拟合得到高程点；
根据所述高程点分别采用三次样条曲线拟合生成等高线；
根据所述等高线分别计算各切面凸起部分混凝土的面积；
将各切面的面积减去对应切面凸起部分混凝土的面积得到对应切面的孔隙面积；
将同一切块上的两个切面的孔隙面积的均值乘以所述设定步长得到对应切块的孔隙体积；
以某切块的孔隙体积除以对应切块的体积得到对应切块的表层孔隙率；
计算各切块的表层孔隙率的均值得到所述待测植草混凝土表层孔隙率。


6.根据权利要求5所述的一种植草混凝土有效孔隙率的检测方法，其特征在于，所述根据所述等高线分别计算各切面凸起部分混凝土的面积具体包括：
针对每个切面执行以下步骤：
分别判断各个高度值的等高线区域内是否存在孤...

【专利技术属性】
技术研发人员：江辉，刘瑶，万程辉，夏清，陈丽萍，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：江西;36