既有混凝土结构现存应力测量的环芯法研究与测量装置研制

在我国基础设施总价值已经超过20万亿元人民币,而且每年还在以两位数的速度增长，如此大规模的基础设施建设与运营安全将直接关系到全社会的政治与经济生活。为了确保基础设施尤其是重大基础设施运行安全，定期对这些设施的可靠性进行有效的检测与评估是极其重要的管理环节。基础设施主要是混凝土结构，而既有混凝土结构中的现存应力是对既有混凝土结构特别是预应力混凝土结构进行性能评价的重要指标。由于技术手段的限制，至今还没有一种具有足够精度的测量方法能够对既有混凝土结构现存应力进行有效测量与评估。在国内，仅管去年已有将环芯法用于混凝土既有应力测量的报道，但现有技术离实际结构测量要求还有很大差距。针对这一现状，本项目拟采用先进的数字图像测量技术和环芯切割应力释放技术，研制一套适用于对既有混凝土结构表面应力状态进行检测与分析的测量系统和切割采样装置以及相应的数据分析软件，为既有混凝土结构的性能评价提供必要的检测手段。

既有混凝土结构中的现存应力是对既有混凝土结构特别是预应力混凝土结构进行性能评价的重要指标，也是对混凝土结构进行安全评估和养护加固的重要依据。目前，由于技术手段的限制，至今还没有一种具有足够精度的测量方法能够对既有混凝土结构现存应力进行有效测量与评估。在国家自然科学基金的资助下，本项目采用数字图像测量技术和环芯切割应力释放技术成功研制出能用于既有混凝土结构表面现存应力测量的环芯切割和数据采集样机。样机包括带有轴心孔的环芯钻机（样机芯样直径为55mm）和用于芯体表面变形测量的数字图像测量系统（对应于30mm标距，应变分辨率可达2微应变）。在研究过程中发表期刊论文8篇，申请专利3项，培养博士1名，硕士4名。.项目取得以下主要成果：1. 研制了由计算机控制带轴心测量孔的环芯切割钻机。2. 研制了多芯片光学应变传感器和光学应变花测量装置。3. 研制了标距可调（30mm－100mm）的光学引伸计。