本发明属于土木工程施工,具体涉及一种室内裂缝的制作方法及手工制作辅助器。
背景技术:
1、轻质土的裂缝存在长度、宽度、深度、数量、倾角、位置等不同因素的变化,不同的裂缝情况对现场的轻质土结构影响有所差别,所以判断轻质土结构的内部裂缝情况十分必要,超声检测方式是一种比较好的检测方式。为了建立现场超声检测评估方案,需要开展对带裂缝的试块开展超声检测试验,由室内裂缝试验时已知裂缝形式,总结裂缝形式对声参量的影响机理,进而指导现场超声检测路基的声参量结果反向推测出路基内部的结构状态和裂缝形式。目前室内制作裂缝的方式多是直接施加压应力,使试块产生应力裂缝,这种方法产生的裂缝形式较为随机,裂缝参数难以控制,超声检测试验存在多个变量,不适合归纳裂缝形式对声参量的影响机理。也有研究团队采用预埋镀锌铁板的方法形成裂缝,但并没有注重对于各个裂缝参数的严格控制,无法保证裂缝形式的代表性。目前对于超声检测裂缝的研究中,缺少一种系统、完善的裂缝制作方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种室内裂缝的制作方法及手工制作辅助器。
2、为了实现本发明的目的,本发明将采用如下所述的技术方案加以实施。
3、一种制作室内裂缝的方法,所述室内裂缝用于轻质土超声检测,其特征在于,所述室内裂缝是根据裂缝的具体特征以及裂缝的宽度和数量,通过选择手工制作法或/和预埋pvc薄板法在试块上制作而成的;所述具体特征是由表面特征联合内部特征来描述的;所述描述是采用三维直角坐标系进行的;所述表面特征用来描述试块表平面裂缝的分布状况;所述内部特征用来描述试块内部裂缝的发展状况。
4、作为本发明的优选方案,所述具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
5、s1、建立三维直角坐标系
6、所述三维直角坐标系的原点设置于所述试块的中心点,坐标系的x轴穿过所述试块的左右两个平面的中心点,坐标系的y轴穿过所述试块前后两个平面的中心点,坐标系的z轴穿过所述试块上下两个平面的中心点,其中,所述左右两个平面分别为两个平面换能器的连接面,所述平面换能器为所述超声检测设备;
7、s2,对室内裂缝的具体特征进行描述
8、对室内裂缝的具体特征的描述实际上是对一条裂缝特征的描述,所述一条裂缝包括一条直线裂缝、一条折线裂缝和一条曲线裂缝。
9、作为本发明的优选方案,所述一条直线裂缝具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
10、s211、设置a1(x1,y1,z1),a2(x2,y2,z2),a3(x3,y3,z3),a4(x4,y4,z4);
11、s212、一条直线裂缝的表面特征用函数(1)表示:
12、
13、s213、一条直线裂缝的内部特征,选择一平行于一接触面的截取面,一条直线裂缝的内部特征用函数(2)表示:
14、
15、作为本发明的优选方案,所述一条折线形裂缝具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
16、s221、设置a1(x1,y1,z1),a2(x2,y2,z2),a3(x3,y3,z3),a4(x4,y4,z4),a5(x5,y5,z5),a6(x6,y6,z6);
17、s222、一条折线形裂缝的表面特征用函数(3)表示:
18、
19、s223、一条折线形裂缝的内部特征,选择一平行于一接触面的截取面,一条折线形裂缝的内部特征用函数(4)表示:
20、
21、作为本发明的优选方案,所述一条曲线裂缝是由一条规则曲线裂缝或一条不规则曲线裂缝构成的,其中,所述一条规则曲线裂缝的具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
22、s231、设置a1(x1,y1,z1),a2(x2,y2,z2),a3(x3,y3,z3)a4(x4,y4,z4);
23、s232、连接a1与a2,取该线段的中点作垂线,连接a3与a2,取该线段的中点作垂线,两条垂线的交点即为a0,得a0(x0,y0,z0),则:
24、该条规则曲线裂缝的表面特征表达式(5)为:
25、(x-x0)2+(z-z0)2=(x1-x0)2+(z1-z0)2,(x1≤x≤x2),(5)
26、其中x1=min(x),x2=max(x);
27、该条规则曲线裂缝的内部特征的表达式(6)为:
28、
29、所述一条不规则曲线裂缝的具体特征的描述方法,由于不规则曲线是采用多段直线组成的折线来表示,所以采用一条折线形裂缝的具体特征的描述方法来描述。
30、作为本发明的优选方案,所述两条裂缝包括两条折线相交、两条折线不相交、两条曲线相交、一条折线与一条曲线相交、两条曲线不相交、一条折线与一条曲线不相交这几种情况。
31、作为本发明的优选方案,所述手工制作法是在手工制作辅助器的辅助下制作室内裂缝的方法。
32、作为本发明的优选方案,所述手工制作辅助器由两块塑料薄板(1)、两个塑料片(5)、两根连接杆(4)、四根带螺纹的固定杆(7)构成的,其中,由两块塑料薄板(1)和两个塑料片(5)分别形成两个手工制作板,并在每一个手工制作板的塑料薄扳(1)外侧边上设置手工操作块(2);所述四根带螺纹的固定杆(7)两两一组,两组带螺纹的固定杆(7)分别沿所述塑料薄扳(1)的长度方向与两块所述塑料薄扳(1)固定连接;所述两根连接杆(4)分别设置于所述塑料薄扳(4)的长度方向的两侧,两根连接杆(4)的同一端分别与两块塑料薄扳(4)中的一块塑料薄扳(4)上的一组带螺纹的固定杆(7)的两端固定连接,相同的另一端通过连接杆(4)上设置的滑槽分别与两块塑料薄扳(4)中的另一块塑料薄扳(4)上的另一组带螺纹的固定杆(7)的两端滑动连接;两块人工制作板中的两个塑料片(5)面对面设置;所述连接杆(4)上设置有刻度(8);所述塑料薄扳(1)上设置有弧形凹面(3)。
33、作为本发明的优选方案,所述pvc薄板是3d打印机根据室内裂缝的参数打印出来的室内裂缝模板。
34、作为本发明的优选方案,所述手工制作法,包括以下步骤:
35、(一)、根据所需裂缝要求,选择轻质土浇筑模具;
36、(二)、选择所需规格的手工制作辅助器;
37、(三)、制备浆液,在模具中浇筑,轻敲模具,稳定浆液;
38、(四)、室内养护24h后,参照描述裂缝的具体特征数据,将裂缝在试块面上标注出来;
39、(五)、若是浅裂缝,则调整好位置,将辅助器的两个塑料片(5)插入试块中,双手扣住辅助器塑料板边缘的手工操作块(2),进行裂缝手工制作,并连接杆(4)上刻度,实时进行裂缝宽度控制,当裂缝宽度接近预定值时,此时换用按压塑料薄板(1)表面弧形凹面(3),进行精细调节;若是深裂缝,则先使用刀片沿着裂缝内部特征的函数曲线插入,再使用手工制作辅助器制作裂缝;
40、(六)、养护室养护28天。
41、作为本发明的优选方案,所述预埋pvc薄板法,包括以下步骤:
42、(一)、根据所需裂缝要求,选择轻质土浇筑模具;
43、(二)、通过3d打印,打印出所需的pvc薄板,然后粘贴塑料棒;
44、(三)、制备浆液,在模具中浇筑,轻敲模具,稳定浆液;
45、(四)、在pvc薄板表面涂抹一层油性物质,起润滑作用;
46、(五)、调整好角度、位置,将pvc薄板插入浆液中;
47、(六)、室内养护48h后,先将pvc薄板抽出,然后拆模;
48、(七)、养护室养护28天。
49、有益效果
50、本发明首先采用空间直角坐标系,通过裂缝的表面特征和内部特征来精确描述裂缝,再结合裂缝宽度和数量,完整描述一个平面内的裂缝。通过这样的裂缝描述方法,便于后续裂缝制作与裂缝参数的严格控制。对于单条简易裂缝,人工使用手工制作辅助器可快速轻易制作出想要的裂缝,并且可通过该掰制器精准控制裂缝参数;对于多条裂缝,可选择多次使用手工制作辅助器制作,或者通过输入裂缝参数,通过3d打印获得更为真实的裂缝形态的pvc薄板,再通过预埋法来获得更加真实且精确的带裂缝试块。对不同需求进行选择制作方法,都能快速获得带裂缝试块。
1.一种制作室内裂缝的方法,所述室内裂缝用于轻质土超声检测,其特征在于,所述室内裂缝是根据裂缝的具体特征以及裂缝的宽度和数量,通过选择手工制作法或/和预埋pvc薄板法在试块上制作而成的;所述具体特征是采用表面特征联合内部特征来描述的;所述描述是采用三维直角坐标系进行的;所述表面特征用来描述试块表平面裂缝的分布状况;所述内部特征用来描述试块内部裂缝的发展状况。
2.根据权利要求1所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
3.根据权利要求2所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述一条直线裂缝具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
4.根据权利要求2所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述一条折线形裂缝具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
5.根据权利要求2所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述一条曲线裂缝是由一条规则曲线裂缝或一条不规则曲线裂缝构成的,其中,所述一条规则曲线裂缝的具体特征的描述方法,包括如下所述的步骤:
6.根据权利要求2所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述两条裂缝包括两条折线相交、两条折线不相交、两条曲线相交、一条折线与一条曲线相交、两条曲线不相交、一条折线与一条曲线不相交这几种情况。
7.根据权利要求1所述的所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述手工制作法是在手工制作辅助器的辅助下制作室内裂缝的方法。
8.根据权利要求7所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述手工制作辅助器由两块塑料薄板(1)、两个塑料片(5)、两根连接杆(4)、四根带螺纹的固定杆(7)构成的,其中,由两块塑料薄板(1)和两个塑料片(5)分别形成两个手工制作板,并在每一个手工制作板的塑料薄扳(1)外侧边上设置手工操作块(2);所述四根带螺纹的固定杆(7)两两一组,两组带螺纹的固定杆(7)分别沿所述塑料薄扳(1)的长度方向与两块所述塑料薄扳(1)固定连接;所述两根连接杆(4)分别设置于所述塑料薄扳(4)的长度方向的两侧,两根连接杆(4)的同一端分别与两块塑料薄扳(4)中的一块塑料薄扳(4)上的一组带螺纹的固定杆(7)的两端固定连接,相同的另一端通过连接杆(4)上设置的滑槽分别与两块塑料薄扳(4)中的另一块塑料薄扳(4)上的另一组带螺纹的固定杆(7)的两端滑动连接;两块人工制作板中的两个塑料片(5)面对面设置;其中,所述连接杆(4)上设置有刻度(8);所述塑料薄扳(1)上设置有弧形凹面(3)。
9.根据权利要求1所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述pvc薄板是3d打印机根据室内裂缝的参数打印出来的室内裂缝模板。
10.根据权利要求1或7所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述手工制作法,包括以下步骤:
11.根据权利要求1或9所述的一种制作室内裂缝的方法,其特征在于,所述预埋pvc薄板法,包括以下步骤:
