基于DIC的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法与系统与流程

本发明属于混凝土粘结面粗糙度评价，特别是基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法与系统。

背景技术：

1、混凝土粘结面粗糙度是混凝土微观结构以及其他复杂因素的一个综合反映，是决定界面粘结强度的重要参数，目前粗糙度的评价方法包括灌砂法、硅粉堆落法、观察法、分维仪测量法等。专利《一种混凝土粗糙度测量方法(cn101261111a)》发明了一种混凝土粗糙度测量方法，通过绘制混凝土表面的形态轮廓曲线计算得到了混凝土表面粗糙度，解决了灌砂法中无法用于非水平构件和非规则构件粗糙度测试的问题，但该发明仅能用于评价混凝土表面某一截面的粗糙度，且每次测量都需用轮廓曲线仪绘制，操作较为繁琐。专利《一种装配式混凝土粗糙度检测方法(cn 111174679 a)》发明了一种装配式混凝土粗糙度检测方法，通过制作硅胶模具计算了装配式混凝土的粗糙度，但模具的成型过程较长，无法做到快速评价。专利《一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置及方法(cn 112414327 a)》发明了一种手持式混凝土粗糙度三维检测装置，通过三维扫描技术观测到混凝土的表面粗糙度，但该发明对试验设备的要求较高。

2、目前混凝土粗糙度测试方法与系统尚存在以下问题：

3、(1)粗糙度测试结果精度低：常用灌砂法、硅粉堆落法、观察法测量得到的混凝土粘结面粗糙度受人为因素影响较大，粗糙度结果精度较低；

4、(2)粗糙度试验设备复杂：现有采用分维仪或激光扫描等方法测量得到的粗糙度虽然精确度更高，但设备操作繁琐，不利于混凝土粘结面粗糙度的快速评价。

5、(3)对试件尺寸和形状要求高：常用灌砂法、硅粉堆落法无法用于非水平构件和非规则混凝土粘结面的测量，而采用分维仪或激光扫描由于设备尺寸和测量范围的限制对混凝土试件的尺寸也有所限制，适用性较差。

6、因此，如何快速、便捷、精确地评价混凝土粘结面粗糙度，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供一种至少解决上述部分技术问题的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法与系统，可以快速、便捷、精确地评价出混凝土粘结面的粗糙度。

2、一方面，本发明实施例提供了基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法，包括：

3、s1、对目标混凝土粘结面进行散斑处理；

4、s2、获取经散斑处理后的目标混凝土粘结面的散斑图像；

5、s3、基于dic测量方法对所述散斑图像进行分析，获得所述目标混凝土粘结面的三维轮廓图；

6、s4、根据所述三维轮廓图，获得待测部位处多个迹线高度的增变量；

7、s5、对多个所述迹线高度的增变量进行分析，获得所述目标混凝土粘结面的粗糙度。

8、进一步地，所述s4具体包括：

9、s41、基于所述三维轮廓图，根据预设条件确定待测的粗糙度测量部位、迹线个数和迹线分布部位；

10、s42、根据所述粗糙度测量部位、迹线个数和迹线分布部位，获得多条迹线对应的迹线高度-迹线垂直投影长度曲线；

11、s43、基于多条所述迹线高度-迹线垂直投影长度曲线，获得多个迹线高度的增变量。

12、进一步地，所述s41具体包括：选择面积为100mm×100mm的混凝土粘结面作为粗糙度测量部位；选择迹线间距为25mm～40mm的迹线均匀分布在粗糙度测量部位处。

13、进一步地，所述s5具体包括：

14、s51、根据每个迹线高度的增变量，计算得到对应迹线的粗糙度；

15、s52、将多条迹线的粗糙度的平均值作为所述目标混凝土粘结面的粗糙度。

16、进一步地，所述目标混凝土粘结面的粗糙度划分为平滑、较为粗糙、粗糙、极度粗糙四个等级。

17、另一方面，本发明实施例还提供了基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价系统，应用上述的方法，该系统包括：图像采集子系统和数据分析子系统；

18、所述图像采集子系统包括散斑印章和图像采集设备；

19、所述散斑印章，用于对目标混凝土粘结面进行散斑处理；

20、所述图像采集，用于拍摄经过散斑处理后的目标混凝土粘结面的散斑图像；

21、所述数据分析子系统，用于对所述散斑图像进行分析，获得所述目标混凝土粘结面的三维轮廓图；根据所述三维轮廓图获得待测部位处多个迹线高度的增变量；对多个所述迹线高度的增变量进行分析，获得所述目标混凝土粘结面的粗糙度。

22、进一步地，所述散斑印章为用油漆喷涂的白底黑色斑点海绵。

23、进一步地，所述图像采集设备为分辨率在500万像素以上的摄像机。

24、与现有技术相比，本发明记载的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法与系统，具有如下有益效果：

25、1、试验操作简便。本发明仅需拍摄一张经过散斑处理后的混凝土粘结面图像，即可进行分析得到混凝土粘结面粗糙度。

26、2、适用性强，对混凝土试件尺寸要求低。本发明可以测量相片分辨率为500万pixel以上的混凝土试件粘结面的粗糙度，无需要求混凝土试件的形状，可用于任意混凝土试件粘结面粗糙度的测试。

27、3、计算结果精确。本发明中基于dic技术得到的迹线高度等参数的精度高于常规分维仪测量结果，从而使粗糙度计算结果更精确。

28、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

29、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法，其特征在于，所述s4具体包括：

3.如权利要求2所述的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法，其特征在于，所述s41具体包括：选择面积为100mm×100mm的混凝土粘结面作为粗糙度测量部位；选择迹线间距为25mm～40mm的迹线均匀分布在粗糙度测量部位处。

4.如权利要求1所述的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法，其特征在于，所述s5具体包括：

5.如权利要求1所述的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法，其特征在于，所述目标混凝土粘结面的粗糙度划分为平滑、较为粗糙、粗糙、极度粗糙四个等级。

6.基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价系统，其特征在于，应用上述权利要求1-5任一项所述的方法，该系统包括：图像采集子系统和数据分析子系统；

7.如权利要求6所述的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价系统，其特征在于，所述散斑印章为用油漆喷涂的白底黑色斑点海绵。

8.如权利要求6所述的基于dic的混凝土粘结面粗糙度量化评价系统，其特征在于，所述图像采集设备为分辨率在500万像素以上的摄像机。

技术总结
本发明公开了基于DIC的混凝土粘结面粗糙度量化评价方法与系统；其中方法包括：对目标混凝土粘结面进行散斑处理；获取经散斑处理后的目标混凝土粘结面的散斑图像；基于DIC测量方法对散斑图像进行分析，获得目标混凝土粘结面的三维轮廓图；根据三维轮廓图，获得待测部位处多个迹线高度的增变量；对多个迹线高度的增变量进行分析，获得目标混凝土粘结面的粗糙度。通过该方法可以快速、便捷、精确地评价出混凝土粘结面的粗糙度。

技术研发人员：李化建,董昊良,王振,温家馨,杨志强,易忠来,黄法礼
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13