混凝土强度计算模型的构建方法及应用和装置与流程

1.本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及混凝土强度计算模型的构建方法及应用和装置。


背景技术：

2.在土木工程领域中，混凝土强度检测是工程质量检测的一项非常重要工作内容。现有的混凝土强度检测主要采用试块抗压强度试验。试块抗压强度试验是通过对养护完成后的预制混凝土试块，进行室内力学试验，来实现混凝土强度检测。
3.现有的试块抗压强度试验存在的问题是：(1)通过试块开展的抗压强度试验不属于原位检测，结果与实际混凝土砌筑体强度存在误差；(2)试验成本高，操作复杂；(3)由于成本问题，不能开展普遍性的试验，只能开展部分检测。
4.因此，亟需设计一种能实现原位检测混凝土强度，且成本相对较低混凝土强度检测方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供混凝土强度计算模型的构建方法，通过该方法能够构建基于分贝值的混凝土强度计算模型，该计算模型可直接通过输入分贝值计算出混凝土强度，基于该计算模型不仅能实现原位检测混凝土强度，且操作简单快速、成本较低。
6.此外本发明还提供上述构建方法构建的模型在混凝土强度检测中的应用、以及用于混凝土强度检测的装置。
7.本发明通过下述技术方案实现：
8.混凝土强度计算模型的构建方法，包括以下步骤：
9.s1、在工程建设现场确定待检混凝土的具体部位，并对各个部位做进行标记；
10.s2、对待检混凝土同材料、同一时间浇筑的混凝土试块件开展抗压强度试验，获取各个部位混凝土的抗压强度；
11.s3、取各个部位混凝土分别进行锤击处理或撞击处理，获取各个部位混凝土的锤击音分贝值或撞击音分贝值；
12.s4、将步骤s2获得的抗压强度和步骤s3获取的锤击音分贝值或撞击音分贝值进行相关性分析，构建混凝土强度计算模型。
13.本发明的相关性分析为现有的数学分析方法，可以用曲线拟合等。
14.不同抗压强度的混凝土锤击产生的锤击音分贝值不同(或撞击产生的撞击音分贝值不同)，且二者之间存在一定规律性，基于此原理，本技术通过分别获得待检混凝土的锤击音分贝值或撞击音分贝值，同时根据抗压强度试验获取同材料、同一时间浇筑的混凝土试块件的抗压强度，对抗压强度和锤击音分贝值或撞击音分贝值进行相关性分析，构建混凝土强度计算模型。
15.本发明的构建方法能够构建基于分贝值的混凝土强度计算模型，该计算模型可直
接通过输入分贝值计算出混凝土强度，基于该计算模型不仅能实现原位检测混凝土强度，且操作简单快速、成本较低。
16.进一步地，还包括以下步骤：
17.基于步骤s4构建的混凝土强度计算模型，按撞击音分贝值或锤击音分贝值数值加1逐渐递增，分别计算对应的抗压强度，得到抗压强度与撞击音分贝值或锤击音分贝值换算表。
18.抗压强度与撞击音分贝值或锤击音分贝值换算可直接打印用于施工现场，直接根据撞击音分贝值或锤击音分贝值查找对应的抗压强度，特别适用于没有信号的场所。
19.进一步地，步骤s1中，待检混凝土选择不同标号且表面平整部位的混凝土。
20.进一步地，步骤s1中，标记的具体过程为：
21.用记号笔在待检混凝土表面画十字交叉线，然后用圆规以交点为圆心，画直径为5cm的交点圆，再分别在4条线段上画与交点圆外切且直径为5cm的外切圆，得到5个待检测点，分别为交点圆圆心和4个外切圆圆心。
22.上述标记处理能够获得较为准确的撞击音分贝值或锤击音分贝值。
23.进一步地，步骤s3中，锤击音分贝值或撞击音分贝值获取过程为：
24.每个检测点锤击或撞击3-4次，将同一待检混凝土的5个待检测点的所有锤击音分贝值或撞击音分贝值去掉最大和最小的2个数据，再计算剩余锤击音分贝值或撞击音分贝值的平均值。
25.进一步地，步骤s3中，用于锤击混凝土并采集撞击音分贝值的机构包括声级计和地质锤，使用时将声级计探头放在待测混凝土上，然后用地质锤敲击待测混凝土，通过声级计采集撞击音分贝值；或将声级计绑扎固定在地质锤锤柄上；使声级计的声压传感器朝向地质锤锤头方向。
26.进一步地，步骤s3中，用于撞击混凝土并采集撞击音分贝值的机构包括声级计、撞击壳、外壳、滑块和撞击弹簧；
27.所述外壳尾端为封闭端，所述外壳的前端为开口端，且在开口端处可拆卸设置有前端盖，所述前端盖上设置有用于穿过撞击壳的通孔；所述外壳的侧壁上设置有滑动槽；
28.所述滑块滑动设置在外壳内，且所述滑块至少具有一个突出部，该突出部沿着外壳径向穿过滑动槽凸出于外壳，所述突出部用于手持移动滑块；
29.所述撞击弹簧和撞击壳一端分别与滑块两端连接，撞击弹簧的另一端与外壳的尾端连接，撞击壳的另一端用于撞击混凝土，当撞击弹簧处于自然状态时撞击壳的另一端凸出于外壳的前端；
30.所述声级计安装在撞击壳与滑块之间形成的封闭腔体内，用于采集撞击音分贝值。
31.上述结构撞击混凝土并采集撞击音分贝值的机构不仅能实现撞击音分贝值的采集，且准确度高，外壳即作为支撑，也能对滑块起到导向作用，且其首端能直接放置在混凝土表面，确保每次撞击时撞击壳的路径一致。
32.进一步地，滑块的外壁与外壳的内壁接触，且在外壳的内壁涂抹有润滑油，减少滑块滑动时的摩擦力。
33.上述构建方法构建的混凝土强度计算模型在混凝土强度检测中的应用，包括以下
步骤：
34.步骤一、采集锤击方式或撞击方式获取目标混凝土的撞击音分贝值；
35.步骤二、将采集的锤击音分贝值或撞击音分贝值输入混凝土强度计算模型，获得目标混凝土的抗压强度。
36.一种混凝土强度检测装置，包括分贝值获取机构、数据处理模块和显示单元；
37.所述分贝值获取机构用于撞击或锤击混凝土表面并采集撞击音分贝值或锤击音分贝值，所述撞击音分贝值获取机构包括撞击机构或锤击机构和声级计，所述撞击机构用于撞击混凝土表面，锤击机构用于锤击混凝土表面，所述声级计用于采集撞击音分贝值或锤击音分贝值；
38.所述数据处理模块内存储有混凝土强度计算模型，所述数据处理模块与声级计通信连接，根据接收的撞击音分贝值或锤击音分贝值计算混凝土强度，获得混凝土抗压强度；
39.所述显示单元与数据处理模块通信连接，用于显示混凝土抗压强度。
40.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
41.1、本发明通过构建的混凝土强度计算模型，可直接在混凝土现场采用锤击方式或装机费方式获得锤击音分贝值或撞击音分贝值，将分贝值输入凝土强度计算模型即可获得混凝土的抗压强度；对于没有信号的场所，可直接根据撞击音分贝值或锤击音查找对应的抗压强度。
42.2、本发明属于原位无损检测，不会对混凝土产生破坏。
43.3、本发明使用方便，提高了在混凝土强度检测领域的实用性和可操作性。
附图说明：
44.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
45.图1为本发明标记检测点的示意图；
46.图2为本发明用于锤击混凝土并采集撞击音分贝值机构的结构示意图；
47.1-外壳；2-撞击壳；3-声级计；4-滑块；5-撞击弹簧。
具体实施方式
48.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
49.实施例1：
50.混凝土强度计算模型的构建方法，包括以下步骤：
51.s1、在工程建设现场确定待检混凝土的具体部位，并在各部位做上检测标记，然后在旁边写上待检混凝土名称，如1号砼、2号砼等；
52.待检混凝土选择不同标号且表面平整部位的混凝土；如图1所示，标记的具体过程为：
53.用记号笔在待检混凝土表面画十字交叉线，然后用圆规以交点为圆心，画直径为5cm的交点圆，再分别在4条线段上画与交点圆外切且直径为5cm的外切圆，得到5个待检测
点，分别为交点圆圆心和4个外切圆圆心。
54.s2、对待检混凝土同材料、同一时间浇筑的混凝土试块件开展抗压强度试验，获取各个部位混凝土的抗压强度；
55.s3、取各个部位混凝土分别进行锤击处理或撞击处理，获取各个部位混凝土的锤击音分贝值或撞击音分贝值；
56.锤击音分贝值获取过程为：
57.每个检测点锤击3次，将同一待检混凝土的5个待检测点的所有锤击音分贝值去掉最大和最小的2个数据，再计算剩余撞击音分贝值的平均值。
58.用于锤击混凝土并采集撞击音分贝值的机构包括声级计和地质锤，使用时将声级计探头放在待测混凝土上，然后用地质锤敲击待测混凝土，通过声级计采集撞击音分贝值；或将声级计绑扎固定在地质锤锤柄上；使声级计的声压传感器朝向地质锤锤头方向。
59.该机构的锤击混凝土获取锤击音分贝值的使用方法为：
60.直接用地质锤锤击混凝土标记的检测点，声级计读取锤击音分贝值。
61.作为优选地，用于锤击混凝土并采集撞击音分贝值的机构如图2所示，包括声级计3、撞击壳2、外壳1、滑块4和撞击弹簧5；
62.所述外壳1尾端为封闭端，所述外壳1的前端为开口端，且在开口端处可拆卸设置有前端盖，所述前端盖上设置有用于穿过撞击壳2的通孔；所述外壳1的侧壁上设置有滑动槽；
63.所述滑块4滑动设置在外壳1内，且所述滑块4至少具有一个突出部，该突出部沿着外壳1径向穿过滑动槽凸出于外壳1，所述突出部用于手持移动滑块4；
64.所述撞击弹簧5和撞击壳2一端分别与滑块4两端连接，撞击弹簧5的另一端与外壳1的尾端连接，撞击壳2的另一端用于撞击混凝土，当撞击弹簧5处于自然状态时撞击壳2的另一端凸出于外壳1的前端；
65.所述声级计3安装在撞击壳2与滑块4之间形成的封闭腔体内，用于采集撞击音分贝值。
66.一种优方式为：滑块4的外壁与外壳1的内壁接触，且在外壳1的内壁涂抹有润滑油。
67.该机构的撞击混凝土获取撞击音分贝值的使用方法为：
68.将外壳1的手段放置在混凝土表面，手动操作滑块4的突出部使滑块4靠近外壳1的尾端移动，使撞击弹簧5压缩，为了确保每次移动的位置一直，在外壳1上设计一个终点指示块，当突出部移动到指示时，松手，滑块4在撞击弹簧5的作用下瞬时弹出，穿过外壳1撞击混凝土表面。
69.s4、将步骤s2获得的抗压强度和步骤s3获取的锤击音分贝值或撞击音分贝值进行相关性分析，构建混凝土强度计算模型。
70.在一个优选方案中，基于步骤s4构建的混凝土强度计算模型，按撞击音分贝值或锤击音分贝值数值加1逐渐递增，分别计算对应的抗压强度，得到抗压强度与撞击音分贝值或锤击音分贝值换算表，如表1所示：
71.表1抗压强度与撞击音分贝值换算表
72.序号撞击音分贝值(db)抗压强度(mpa)
1号砼52202号砼5321.73号砼5423.94号砼5525.85号砼5626.56号砼5728.4
………
73.实施例2：
74.权实施例1所述的构建方法构建的混凝土强度计算模型在混凝土强度检测中的应用包括以下步骤：
75.步骤一、采集锤击方式获取目标混凝土的撞击音分贝值；
76.步骤二、将采集的锤击音分贝值或撞击音分贝值输入混凝土强度计算模型，获得目标混凝土的抗压强度。
77.实施例3：
78.一种混凝土强度检测装置，包括分贝值获取机构、数据处理模块和显示单元；
79.所述分贝值获取机构用于撞击或锤击混凝土表面并采集撞击音分贝值或锤击音分贝值，所述撞击音分贝值获取机构包括撞击机构或锤击机构和声级计，所述撞击机构用于撞击混凝土表面，锤击机构用于锤击混凝土表面，所述声级计用于采集撞击音分贝值或锤击音分贝值；
80.所述数据处理模块内存储有混凝土强度计算模型，所述数据处理模块与声级计通信连接，根据接收的撞击音分贝值或锤击音分贝值计算混凝土强度，获得混凝土抗压强度；
81.所述显示单元与数据处理模块通信连接，用于显示混凝土抗压强度。
82.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。