纤维增强复合材料FRP-混凝土结构界面的检测方法和系统技术方案

本申请提出一种纤维增强复合材料FRP

【技术实现步骤摘要】
纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法和系统


[0001]本申请属于结构工程
，尤其是涉及一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法和系统。

技术介绍

[0002]现行的可实现FRP
‑
混凝土构件中界面粘结损伤检测的成熟技术主要包括波动法、阻抗法、电磁波法、敲击法等。波动法主要分为体波法和表面波法，其中体波法的检测范围小，一般需要预埋传感器以弥补应力波在混凝土中迅速衰减的弊端。表面波法虽然解决了体波法中传感器预埋的难题，但是其检测精度较低，检测范围相对较小。电磁波法检测精度较高，但检测费用昂贵。敲击法的检测成本较低，但是检测结果对检测人员的经验依赖性较强，一般仅作为辅助检测手段。FRP
‑
混凝土构件中界面的粘结状况是保证FRP和混凝土协同受力的关键，对保证结构安全具有重要意义，因此需要开发一套检测效率高、成本低廉且便于在实际工程中推广应用的非接触式无损检测系统。

技术实现思路

[0003]本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的第一个目的在于提出一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法，以实现对FRP
‑
混凝土结构界面粘结损伤的非接触式无损检测，具有检测效率高，成本低廉等特点。
[0005]本申请的第二个目的在于提出一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测系统。r/>[0006]为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法，包括：
[0007]控制压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动，以使所述振动以应力波的形式在所述FRP
‑
混凝土结构界面中传播；
[0008]通过多普勒测振仪采集FRP表面的振动速度信号，并获取所采集的振动速度信号对应的位移时程曲线特征参数，并根据所述位移时程曲线特征参数判断所述FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤。
[0009]本申请第二方面实施例提出了一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测系统，包括：控制装置、压电陶瓷PZT装置和多普勒测振仪，其中，
[0010]所述控制装置，用于控制所述压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动，以使所述振动以应力波的形式在所述FRP
‑
混凝土结构界面中传播；
[0011]所述多普勒测振仪，用于采集FRP表面的振动速度信号；
[0012]所述控制装置还用于：获取所采集的振动速度信号对应的位移时程曲线特征参数，并根据所述位移时程曲线特征参数判断所述FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤。
[0013]根据本申请实施例的技术方案，可通过控制压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动，
以使振动以应力波的形式在FRP
‑
混凝土结构界面中传播，并通过多普勒测振仪采集FRP表面的振动速度信号，并获取所采集的振动速度信号对应的位移时程曲线特征参数，并根据位移时程曲线特征参数判断FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤。由此，本申请可以实现对FRP
‑
混凝土结构界面粘结损伤的非接触式无损检测，具有检测效率高，成本低廉等特点。
[0014]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0015]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0016]图1为本申请实施例所提供的一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法的流程示意图；
[0017]图2(a)和(b)是根据本申请实施例的Rayleigh波及Lamb波的理论频散曲线的示例图；
[0018]图3是根据本申请实施例的FRP
‑
混凝土构件的几何构造与界面粘结的示例图；
[0019]图4是根据本申请实施例的应力波在FRP
‑
混凝土结构中的传播示意图；
[0020]图5是根据本申请一个实施例的纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测系统的结构框图。
[0021]附图标记：
[0022]11：FRP布；21：粘结材料；31：混凝土；41：界面粘结损伤；1：透射波；2：反射波；3：二次透射波；4：二次反射波；5：三次透射波；6：Rayleigh波；7：FRP中的应力波；8：粘结层中的应力波；9：FRP与粘结层界面；10：粘结层与混凝土界面；500：检测系统；501：控制装置；502：压电陶瓷PZT装置；503：多普勒测振仪。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0024]下面参考附图描述本申请实施例的纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法和系统。
[0025]图1为本申请实施例所提供的一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法的流程示意图。如图1所示，该FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法可以包括如下步骤。
[0026]在步骤101中，控制压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动，以使振动以应力波的形式在FRP
‑
混凝土结构界面中传播。
[0027]在本申请实施例中，可控制信号发生器产生目标频率的电压信号并经过电压放大器，将脉冲电压输入至粘贴于FRP表面的压电陶瓷PZT装置，以使压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动，这样使得振动以应力波的形式在FRP
‑
混凝土结构界面中传播。其中，该压电陶瓷PZT装置可为圆形压电陶瓷片。
[0028]在步骤102中，通过多普勒测振仪采集FRP表面的振动速度信号，并获取所采集的振动速度信号对应的位移时程曲线特征参数，并根据位移时程曲线特征参数判断FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤。
[0029]在本申请实施例中，可通过采用多普勒测振仪采集FRP表面微振动的速度信号，并通过分析采集的振动速度信号的位移时程曲线特征参数，判断位移时程曲线中峰值的传播特性是否满足预设条件，即判断位移时程曲线中峰值的传播特性是否合理，若合理，则判定FRP
‑
混凝土结构不存在界面粘结损伤，若不合理则判定FRP
‑
混凝土结构存在界面粘结损伤。
[0030]为了进一步提高检测结果的准确性，在本申请一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强复合材料FRP
‑
混凝土结构界面的检测方法，其特征在于，包括：控制压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动，以使所述振动以应力波的形式在所述FRP
‑
混凝土结构界面中传播；通过多普勒测振仪采集FRP表面的振动速度信号，并获取所采集的振动速度信号对应的位移时程曲线特征参数，并根据所述位移时程曲线特征参数判断所述FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述位移时程曲线特征参数判断所述FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤时，所述方法还包括：通过对所述所采集的振动速度信号的时域信号进行正演分析以判断应力波属性，并根据所述应力波属性进一步判断所述FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤。3.根据权利要求2所述的法，其特征在于，所述通过对所述所采集的振动速度信号的时域信号进行正演分析以判断应力波属性，并根据所述应力波属性进一步判断所述FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤，包括：基于F
‑
K变换的正演分析对所述所采集的振动速度信号的时域信号进行分析，获得对应的频散图像；提取所述频散图像中的基础模态，并将所述基础模态分别与Rayleigh波和Lamb波的理论频散曲线对比；若所述基础模态与所述Rayleigh波的理论值一致，则判定所述FRP
‑
混凝土结构不存在界面粘结损伤；若所述基础模态与所述Lamb波的理论值一致，则判定所述FRP
‑
混凝土结构存在界面粘结损伤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动，包括：控制信号发生器产生目标频率的电压信号并经过电压放大器，将脉冲电压输入至粘贴于所述FRP表面的压电陶瓷PZT装置，以使所述压电陶瓷PZT装置产生第一频率振动。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位移时程曲线特征参数判断所述FRP
‑
混凝土结构是否存在界面粘结损伤，包括：根据所述位移时程曲线特征参数，判断所述位移时程曲线中峰值的传播特性是否满足预设条件；若是，则判定所述FRP
‑
混凝土结构不存在界面粘结损伤；若否，则判定所述FRP<...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘释宇，陈洪兵，聂鑫，周萌，
申请(专利权)人：珠海深圳清华大学研究院创新中心，
类型：发明
国别省市：