技术特征：
1.一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，包括：简化超声波纵波速度关系；获取受压混凝土的结构应力；构建结构应力与超声波纵波速度的关系曲线；根据受压混凝土初始无应力状态的纵波、横波初速度，确定混凝土声弹性计算参数；建立有限元模型，计算关系曲线，得到计算结果；根据简化的超声波纵波速度关系、混凝土计算参数和计算结果，建立声弹性阶段应力状态超声波检测的拟合曲线。2.根据权利要求1所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，简化超声波纵波速度关系，包括：对被视为各向同性材料的混凝土的应力与垂直于应力方向传播的超声波纵波速度的关系进行两边求导，得到第一公式其中，v
l
为预应力状态下纵波沿垂直于应力方向的传播速度，v
l0
为无应力状态下的纵波初速度，σ为应力值，k为混凝土应力系数；基于超声波纵波速度变化幅度较小，确定v
l
约等于v
l0
，且基于dv
l
约等于δv
l
和dσ约等于δσ，简化第一公式得到应力与超声波纵波速度的线性关系v
l
＝aσ+b，其中，a为线性系数，b为常数项。3.根据权利要求1所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，获取受压混凝土的结构应力，包括如下步骤：步骤1、预先在受压混凝土两侧分别进行超声纵波换能器、超声横波换能器对测布置，测得无应力状态下的纵波初速度v
lo
、横波初速度v
so
；步骤2、仅保留混凝土两侧对测布置的超声纵波换能器，对受压混凝土进行竖直向下的荷载施加；步骤3、检测超声纵波换能器间的平均应力作为受压混凝土的结构应力；其中，荷载施加方向与超声纵波换能器检测方向垂直。4.根据权利要求1所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，构建结构应力与超声波纵波速度的关系曲线，包括：分别获取c30混凝土、c40混凝土和c50混凝土的结构应力，结合简化的超声波纵波速度关系，分别构建得到c30混凝土、c40混凝土和c50混凝土的结构应力与超声波纵波速度的关系曲线。5.根据权利要求1所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，根据受压混凝土初始无应力状态的纵波、横波初速度，确定混凝土声弹性计算参数，包括：获取拉梅常数计算公式和其中，ρ为受压混凝土密度，v
s0
为无应力状态下的横波初速度，λ、μ为拉梅常数；根据关系曲线获取受压混凝土在初始无应力状态下的纵波、横波初速度v
lo
、v
so
，代入拉梅常数计算公式，计算得到拉梅常数作为混凝土声弹性计算参数。6.根据权利要求1所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，建立有限元模型，计算关系曲线，得到计算结果，包括：建立有限元模型，利用有限元模型分别计算c30混凝土、c40混凝土和c50混凝土应力与超声波纵波速度的关系曲线，得到计算结果。7.根据权利要求1所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，根据简化的超声波纵波速度关系、混凝土计算参数和计算结果，建立声弹性阶段应力状态超声波检测的拟合曲线，包括：分别将c30混凝土、c40混凝土和c50混凝土的混凝土计算参数和计算结果中的相关参数代入简化的超声波纵波速度关系中，建立得到c30混凝土、c40混凝土和c50混凝土的声弹性阶段应力状态超声波检测的拟合曲线。
8.根据权利要求3所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，步骤2中的荷载施加位置通过如下步骤确定：步骤21、确定受压混凝土的第一规格型号；步骤22、调取预设数据库中与第一规格型号相对应混凝土的标准三维模型和荷载施加最佳位置；步骤23、获取受压混凝土的实测三维模型；步骤24、计算得到标准三维模型和实测三维模型在每个平面子区域的三维重叠度；步骤25、根据所有三维重叠度对荷载施加最佳位置进行偏移计算，得到实测荷载施加最佳位置。9.根据权利要求8所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，根据所有三维重叠度对荷载施加最佳位置进行偏移计算，得到实测荷载施加最佳位置，包括：以荷载施加最佳位置为原点建立三维坐标轴；获取与三维坐标轴三轴分别处于同一方向的平面子区域的x轴三维重叠度、y轴三维重叠度和z轴三维重叠度；根据x轴三维重叠度、y轴三维重叠度、z轴三维重叠度和对应权值分别对荷载施加最佳位置的对应坐标点进行偏移计算，得到实测荷载施加最佳位置。10.根据权利要求9所述的一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，其特征在于，x轴三维重叠度、y轴三维重叠度和z轴三维重叠度根据对应的平面子区域在三维坐标轴的所处位置分为正x轴三维重叠度、正y轴三维重叠度、正z轴三维重叠度、负x轴三维重叠度、负y轴三维重叠度和负z轴三维重叠度；其中，三维坐标轴的所处位置分别包括x、y、z轴的正负半轴。
技术总结
本发明提供了一种声弹性阶段混凝土应力状态超声波检测的拟合曲线方法，包括：简化超声波纵波速度关系；获取受压混凝土的结构应力；构建结构应力与超声波纵波速度的关系曲线；根据受压混凝土初始无应力状态的纵波、横波初速度，确定混凝土声弹性计算参数；建立有限元模型，计算关系曲线，得到计算结果；根据简化的超声波纵波速度关系、混凝土计算参数和计算结果，建立声弹性阶段应力状态超声波检测的拟合曲线；本发明用于解决现有针对声弹性理论的公式参数众多，导致混凝土超声应力状态检测难以实际应用的问题。难以实际应用的问题。难以实际应用的问题。
技术研发人员：王陶 蔡秋香 郑康琳 樊平
受保护的技术使用者：交通运输部公路科学研究所
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2022/11/25