(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210925748.7 (22)申请日 2022.08.03 (71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市河北 大街西 段438号 (72)发明人 赵庆新　高青宇　王建伟　孙艺嘉　 聂庆科　李华伟　王国辉　王灿　 (74)专利代理 机构 北京市诚辉律师事务所 11430 专利代理师 朱伟军　耿慧敏 (51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01) G01N 1/36(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/06(2006.01)G01N 3/08(2006.01) G01N 29/07(2006.01) G01B 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种钢筋混凝土试件裂缝诱导与定量表征 方法 (57)摘要 本发明属于建筑工程技术领域， 涉及一种钢 筋混凝土 试件裂缝诱导与定量表征方法， 以获得 不同宽度的单裂缝， 并通过表 面裂缝宽度和内部 超声波速共同定量评价所获得的裂缝宽度水平， 进一步用于裂缝宽度单因素作用下钢筋混凝土 耐久性试验研究中。 该方法包括以下步骤： S1、 制 备钢筋混凝土试件及养护； S2、 布置裂缝宽度检 测测点与超声波测试测点； S3、 诱导劈裂荷载单 裂缝； S4、 对卸载后裂缝宽度进行检测及整理统 计； S5、 进行超声波测试及整理统计； S6、 对裂缝 特征参数进行综合评价。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115290409 A 2022.11.04 CN 115290409 A 1.一种钢筋混凝 土试件裂缝诱 导与定量表征 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 制备钢筋混凝 土试件及养护； S2、 布置裂缝宽度检测 测点与超声 波测试测点； S3、 诱导劈裂荷载 单裂缝； S4、 对卸载后裂缝宽度进行检测及整理 统计； S5、 进行超声 波测试及整理 统计； S6、 对裂缝 特征参数进行综合评价。 2.根据权利要求1所述的一种 钢筋混凝 土试件裂缝诱 导与定量表征 方法， 其特 征在于： 步骤S1包括以下步骤： S11、 制作立方体钢筋混凝 土试件， 带肋钢筋贯 穿于混凝 土试件的中心； S12、 对所述钢筋混凝土试件的六个面进行定义： 定义成型面为正面， 其对面为底面， 钢 筋所穿过的两个面分别为X侧面和Y侧面， 剩余两个与钢筋布置方向平行的面分别为第一加 载面和第二加载面； S13、 在所述第一加载面和第二加载面上分别预制垂直于钢筋方向的V型缺口各一条， 均位于两加载面中间位置； S14、 将所述钢筋混凝 土试件置 于标准养护条件下养护7天。 3.根据权利要求2所述的一种 钢筋混凝 土试件裂缝诱 导与定量表征 方法， 其特 征在于： 所述步骤S2包括以下步骤： S21、 布置裂缝宽度测点， 在劈裂加载之前， 在正面和底面均沿着所制得的裂缝方向每 隔10mm布置1个测点， 每 个侧面各10测点， 其中边 缘附近的两个测点分别距离左右边 缘5mm； S22、 布置超声波测试测点， 在X侧面与Y侧面分别布置4个测点， 分别为Ax、 Bx、 Cx、 Dx与Ay、 By、 Cy、 Dy， 每个侧面的4个测点成正方形图案均匀分布在钢筋周围， 到钢筋的距离相等且不 小于20mm。 4.根据权利要求3所述的一种 钢筋混凝 土试件裂缝诱 导与定量表征 方法， 其特 征在于： 所述S3包括以下步骤： S31、 在加载设备的球形支座上部按照第一细光圆钢筋、 钢筋混凝土试件、 第二细光圆 钢筋的顺序依次由下至上放置， 其中两根 光圆钢筋与两个加载面上的V型缺口相吻合； S32、 在第二细光圆钢筋未与加载设备上支座接触前， 由于第 一细光圆钢筋在混凝土下 方支撑的作用， 钢筋混凝土试件会发生侧 倾， 因此需要通过预加载来确保在正式劈裂加载 过程中钢筋混凝 土试件直 立且不发生偏移； S33、 预加载完成后， 对其进行正式劈裂加载工作， 所采用的加载速率相对较慢， 便于观 察是否有裂缝出现及裂缝宽度发展情况， 当观测到正面与底面所得到的目标裂缝宽度达到 预期值附近时立即停止加载， 并记录此时的荷载值； S34、 卸载并取 出钢筋混凝 土试件。 5.根据权利要求 4所述的一种 钢筋混凝 土试件裂缝诱 导与定量表征 方法， 其特 征在于： 所述步骤S4包括以下步骤： S41、 按照裂缝宽度测点布置情况对正面和底面进行卸载后裂缝宽度测量和统计工作， 每个测点均进行3次测试， 取均值作为该测点的裂缝宽度测试值； S42、 按照如下表达式分别计算正面与底面的裂缝宽度平均值waveA与waveB， 并计算比较权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115290409 A 2waveA与waveB差值， 确定 两侧面裂缝宽度发展是否一 致， 式中， wave为裂缝平均宽度， wi为各测点裂缝宽度值， k 为测点个数。 S43、 按照如下表达式分别确定正 面与底面的最大裂缝宽度wmaxA与wmaxB， wmax＝max(wi) 式中： wmax为裂缝最大宽度。 6.根据权利要求5所述的一种 钢筋混凝 土试件裂缝诱 导与定量表征 方法， 其特 征在于： 所述步骤S5包括以下步骤： S51、 钢筋混凝土试件的A、 B两个表面经过打磨及表面除尘处理， 同时为了减少声能损 耗， 使用凡士林作为耦合剂； S52、 按照超声波测试测点布置方案， 采用对测法对钢筋混凝土试件跨裂缝进行超声声 速测试， 每 个测点共进行3次测试， 取平均值作为该测点的超声 声速测试值v， 单位： km/s； S53、 通过4个测点的超声 声速测试值比较， 确定所获得裂缝宽度的均匀程度； S54、 建立裂缝宽度平均值与超声声速平均值对应关系， 进而确定裂缝制作 方案的合理 性。 7.根据权利要求6所述的一种 钢筋混凝 土试件裂缝诱 导与定量表征 方法， 其特 征在于： 所述步骤S6包括以下步骤： S61、 整理并统计试验数据， 包括持载过程中裂缝宽度分布情况、 卸载后裂缝宽度分布 情况、 卸载后超声 声速分布情况、 切割后混凝 土内部裂缝宽度分布情况； S62、 根据上述试验数据， 整理并建立卸载前后裂缝宽度分布变化关系、 裂缝宽度与超 声声速对应关系 、 内部裂缝宽度与表面裂缝宽度对应关系。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115290409 A 3