水利工程混凝土施工裂缝检测与整治技术_裴晓玲.pdf
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1、利用红外热成像法采集混凝土施工裂缝图像,对红外热图像实施去噪处理,提取图像颜色特征,以特征为输入,识别裂缝,确定裂缝位置、深度和长度,进行水利工程混凝土施工裂缝检测。针对内部深度裂缝和浅表裂缝,实施灌浆整治和微生物整治。测定整治后裂缝的长度、深度以及对应的缩减率,混凝土试件强度以及强度恢复率,判断整治技术应用效果。结果表明,裂缝经过整治后,裂缝的深度和长度都有了明显的减小;混凝土构件强度整治后较整治前有了很大的提升。关键词:水利工程;混凝土裂缝;红外热成像检测方法;灌浆整治技术;微生物整治技术中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:作者简介:裴晓玲(),女,甘肃庄浪人,助理工程师,研究
2、方向为水利工程。:。概况以甘肃省平凉市庄浪县某水利工程混凝土构件为对象,对其进行裂缝检测,判断该段大坝是否存在病害以及存在病害的情况。该混凝土构件的基本参数如表所示。表混凝土构件基本参数名称参数构件尺寸()设计强度 内置钢筋的直径 水泥 粗骨料碎石细骨料河砂粉煤灰级灰混凝土施工裂缝检测研究混凝土构件裂缝很难避免,因此只要发展不超过设定的标准,就可以认为该构件是安全的。为及时掌握水利工程混凝土施工病害情况,进行裂缝检测具有重要的现实意义。引起混凝土施工裂缝的原因有很多,基岩约束和基岩不平整、基础不均匀沉降、混凝土干缩、外界环境压力、结构构造不均等。这些原因导致施工裂缝有的表现在构件的表面,有的则
3、表现在构件内部。当下虽然提出了很多的检测方法,但是大多数都对表面裂缝的检测有良好的表现,而内部裂缝很难准确检测出来。针对这一点,本研究中利用红外热成像法来进行检测。检测原理如下:外部热源在对混凝土构件进行热辐射后,构件表面的温度会逐渐升高并逐渐向着内部传递,当混凝土内部存在裂缝时,这种热传递会受到阻碍,混凝土内部的温度分布不均匀,最终这种不均匀会引发混凝土表面问题也相应地改变。这时采集混凝土构件表面温度组成红外热图像。在红外热图像上,温度越高的地方,颜色越亮。最后将红外热图像传输到计算机中,借助软件处理功能,就可实现裂缝及其位置判断,再借助标尺工作,对其长度、深度、宽度等数据进行定量分析,完成
4、水利工程混凝土施工裂缝检测。水利工程混凝土施工裂缝检测分为以下几个环节,具体如下:()红外热图像采集。红外热图像法实现所需要的软硬件组成如下:红外热像仪、通信设备、转换器、信号处理软件等。首先在一个光照较强的天气下,待检测的混凝土构件经过几个小时热辐射之后,利用红外热像仪采集构件表面温度数据,形 成 红 外 图 像。图 像 采 集 框 架 结 构 如 图所示。图红外热成像过程()图像去噪处理。针对混凝土构件红外热图像,对其实施滤波处理。()图像特征提取。温度的不同会造成图像中红外颜色的不同,因此提取红外图像颜色特征。首先进行颜色空间转换,将其从 转换到 空间,然后统计其直方图,利用直方图表示颜
5、色的分布以及每种颜色特征出现的概率。如式():,()式中:为图像中颜色特征为的像素出现的概率,;为图像中颜色特征为的像素的个数,个;为像素总数,;为颜色特征可取值的个数,个。统计结果如图所示。()裂缝检测实现。利用 算法,以颜色特征为输入,对图像裂缝进行二分类,判断图像中的裂缝是否存在,确定混凝土构件内部存在裂缝的条数,然后根据裂缝对应的温度分布情况,借助 软件,沿着构件的长宽高建立三维空间,绘制裂缝三维位置图。结果如图所示。基于上述图,计算每条裂缝的长度和深度。其中深度计算,如式():()()式中:为缺陷深度,;为表面发射率,;为热传导系数,();为时间,;图图像颜色特征示意图图裂缝三维位置
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