一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法与流程

专利2025-06-29  2


本申请涉及超高性能混凝土,更具体地说,它涉及一种评价高温后超高性能混凝土损伤程度的方法。


背景技术:

1、火灾是影响混凝土建筑物安全的最大隐患之一,同时由于混凝土为不燃物,这就会导致混凝土会遭受不同程度的火灾损伤。目前,众多学者致力于混凝土的耐高温性能提升,但忽略了对既有混凝土建筑物在遭遇火灾后的残余性能评价,这实际上对于后续混凝土建筑物的修复或是拆除工作具有重要指导意义。

2、目前,《火灾后建筑结构鉴定标准》是使用最为广泛的火灾后混凝土建筑物损伤程度鉴定方法,然而,该标准主要集中于对混凝土在遭遇火灾后的外观颜色变化评价,以此来推断其损伤程度,其评估准确性受人为的主观判断影响,准确性欠佳。因此,部分学者也提出了一些适用的评价方法,比如专利cn 109946356利用电化学阻抗谱技术来检测混凝土内部孔结构变化以分析高温、火灾后的混凝土损伤程度,具有一定可行性,但对于混凝土这种非均质材料,其通常需要大量取芯以确保试验结果可信性,并且对于灾后混凝土构件,其通常是不均匀受热,这将导致现场取样数量极大程度增加,一方面增大检测的工作难度,另一方面大量取芯可能会导致灾后混凝土建筑物承载能力不稳定,具有一定危险性;专利cn108334686基于火灾动力学模拟软件、有限元热传递以及分层模型公布了一种快速评估火灾后混凝土构件承载能力的评估方法,解决了现有检测与评估方法不能定量给出火灾后混凝土构件承载力衰退程度的问题,但其模型中大量使用经验参数,其评价准确性有待提升。总之,目前关于火灾后混凝土损伤程度的鉴定方法研究较少,已有的研究方法存在工作量大、危险系数高、准确性不够的缺陷,尤其关于高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法更是暂无报道。

3、针对以上不足,该发明旨在提供一种方便快捷、准确性好、安全性高的高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法。


技术实现思路

1、为了解决目前火灾后混凝土损伤程度评价方法存在的工作量大、危险系数高、准确性不够的问题,尤其目前更是缺少关于高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,本申请提供一种评价高温后超高性能混凝土损伤程度的方法。

2、本申请提供的一种评价高温后超高性能混凝土损伤程度的方法采用如下的技术方案:

3、一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,包括以下步骤:

4、(1)使用边长为δ的正方形盒子对边长为l的高温后超高性能混凝土的照片进行遍历覆盖,最终获得n(δ)×n(δ)个尺度为δ的正方形盒子,其中:n(δ)=2k,k为实数;

5、(2)计算步骤(1)中划分的尺寸为δ×δ的正方形盒子中包含裂纹的像素数量,然后统计不同尺度δ下裂纹信息的概率密度pij(δ);

6、(3)引入函数dq~q来评价高温后超高性能混凝土的表面裂纹特征,即:

7、

8、q=[-10,10]且q≠1

9、

10、其中,

11、(4)判断高温后超高性能混凝土损伤程度,将函数dq~q的值域定义为损伤值η,具体如下:

12、当η<0.3时,判断高温后超高性能混凝土不受影响,预测其抗压强度值不小于100%;

13、当0.3≤η时,判断超高性能混凝土受损。

14、进一步地,当0.3≤η<0.35时,判断超高性能混凝土轻微受损,预测其抗压强度值为85~100%。

15、当0.35≤η<0.4时,判断高温后超高性能混凝土中等受损,预测其抗压强度值为70~85%。

16、进一步地,当0.4≤η<0.45时,判断高温后超高性能混凝土严重受损,预测其抗压强度值为25~70%。

17、进一步地,当0.45≤η时,判断高温后超高性能混凝土非常严重受损,预测其抗压强度值小于25%。

18、另外要说明的是,抗压强度值是指高温后强度和高温前强度的百分比。预测其抗压强度值为85~100%时,不包含100%;预测其抗压强度值为70~85%时,不包含85%;预测其抗压强度值为25~70%时,不包含70%。

19、进一步地,所述步骤(2)中,统计不同δ尺度下正方形盒子中包含的裂纹信息的格子数量vij,并将该值除以l尺度下包含裂纹信息的格子总数其中n(δ)为δ尺度下包含裂纹信息的总格子数量,即概率密度pij(δ)为:

20、进一步地,步骤(1)中,k取值[0,10]。

21、进一步地,所述步骤(1)中获取的高温后超高性能混凝土的表面照片,是经过对实际拍摄照片二值化处理后所得到。

22、进一步地,获取高温后超高性能混凝土表面照片的方式包括手持相机、手机、无人机架设相机或手机,且其拍摄分辨率不低于3000万像素。

23、综上所述,本申请具有以下有益效果:

24、1、方便快捷,安全性高。避免了需要对火后超高性能混凝土建筑物进行大量取芯来判断其损伤程度的步骤,仅需通过相机拍摄获取裂纹信息的方式便能准确评价高温后超高性能混凝土的损伤程度,对于高层以及大面积建筑物还可借助无人机进行拍摄;

25、2、模型通用,准确性好。该评价方法是以多重分形理论为基础,可对高温后超高性能混凝土的表面特征进行不同层次的细节描述,相比于传统分形理论提高了对混凝土表面细节变化的敏感性;

26、3、弥补空白,指导性强。本申请提供的评价方法对火后超高性能混凝土建筑物的修复或是拆除工作具有重要指导意义,为保障建筑物在火后正常服役提供了理论依据,弥补了目前高温后超高性能混凝土损伤程度评价方法的空缺。



技术特征:

1.一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,当0.3≤η<0.35时,判断超高性能混凝土轻微受损,预测其抗压强度值为85~100%。

3.根据权利要求1所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,当0.35≤η<0.4时,判断高温后超高性能混凝土中等受损,预测其抗压强度值为70~85%。

4.根据权利要求1所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,当0.4≤η<0.45时,判断高温后超高性能混凝土严重受损,预测其抗压强度值为25~70%。

5.根据权利要求1所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,当0.45≤η时,判断高温后超高性能混凝土非常严重受损,预测其抗压强度值小于25%。

6.根据权利要求1所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,所述步骤(2)中,统计不同δ尺度下正方形盒子中包含的裂纹信息的格子数量vij,并将该值除以l尺度下包含裂纹信息的格子总数其中n(δ)为δ尺度下包含裂纹信息的总格子数量,即概率密度pij(δ)为:

7.根据权利要求1所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,步骤(1)中,k取值[0,10]。

8.根据权利要求1所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,所述步骤(1)中获取的高温后超高性能混凝土的表面照片,是经过对实际拍摄照片二值化处理后所得到。

9.根据权利要求8所述的一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,其特征在于,获取高温后超高性能混凝土表面照片的方式包括手持相机、手机、无人机架设相机或手机,且其拍摄分辨率不低于3000万像素。


技术总结
本申请涉及超高性能混凝土技术领域,具体公开了一种高温后超高性能混凝土损伤程度的评价方法,包括以下步骤:(1)使用边长为δ的正方形盒子对边长为L的高温后超高性能混凝土的照片进行遍历覆盖,最终获得N(δ)×N(δ)个尺度为δ的正方形盒子;(2)计算步骤(1)中划分的尺寸为δ×δ的正方形盒子中包含裂纹的像素数量,然后统计不同尺度δ下裂纹信息的概率密度p<subgt;ij</subgt;(δ);(3)引入函数D<subgt;q</subgt;~q来评价高温后超高性能混凝土的表面裂纹特征;(4)判断高温后超高性能混凝土损伤程度,将函数D<subgt;q</subgt;~q的值域定义为损伤值η。本申请可以解决目前火灾后混凝土损伤程度评价方法存在的工作量大、危险系数高、准确性不够的问题。

技术研发人员:韩方玉,叶嘉庭,吉旭平,刘建忠,汤金辉,杜加伟,沙建芳,潘竟盛,刘加平
受保护的技术使用者:江苏苏博特新材料股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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