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第1章 绪论1

1.1 研究背景、意义和方法1

1.1.1 研究背景和意义1

1.1.2 国内外研究现状2

1.1.3 研究方法6

1.2 混凝土的早期力学性能7

1.2.1 弹性模量7

1.2.2 温度应力8

1.2.3 混凝土的应变9

1.2.4 混凝土的体积变形及早期收缩的变形特征12

1.3 混凝土早期应力发展和约束程度对其抗裂性能的影响14

1.3.1 混凝土结构约束形式14

1.3.2 混凝土约束试验与约束程度15

1.3.3 约束程度对抗裂性能的影响16

1.4 混凝土内部温差和湿度变化对其抗裂性能的影响17

1.5 混凝土早期开裂敏感性评价试验及其指标18

1.5.1 混凝土早期开裂敏感性评价的试验参数18

1.5.2 混凝土早期开裂敏感性评价的试验指标体系20

1.5.3 混凝土早期开裂敏感性评价的评价流程21

1.6 本章小结22

第2章 混凝土温度—应力检测要求与装置23

2.1 混凝土温度—应力检测的要求23

2.1.1 混凝土温度—应力检测的基本要求23

2.1.2 混凝土温度—应力检测装置—单轴约束试验装置24

2.1.3 混凝土温度—应力检测试验对设备的要求24

2.2 固定横梁的单轴约束试验机24

2.2.1 固定横梁的单轴约束试验机的结构24

2.2.2 固定横梁的单轴约束试验机的测试参数25

2.2.3 固定横梁的单轴约束试验机的主要功能27

2.3 约束可调式单轴温度—应力试验机27

2.3.1 约束可调式单轴温度—应力试验机的结构28

2.3.2 约束可调式单轴温度—应力试验机的试验方法29

2.4 国内外典型约束可调式单轴温度—应力试验机性能分析32

2.4.1 清华大学混凝土开裂试验机性能分析32

2.4.2 瑞典W＋B公司混凝土温度—应力试验机性能分析33

2.4.3 其他混凝土温度—应力试验机34

2.5 新型试验机的研发方向35

2.6 本章小结36

第3章 混凝土温度—应力检测的关键技术37

3.1 混凝土温度—应力检测关键技术的提出37

3.2 无接触激光位移测量技术38

3.2.1 无接触式激光位移测量装置结构39

3.2.2 无接触测量方法原理40

3.2.3 无接触式激光位移测量装置的优点43

3.3 自然环境模拟技术44

3.3.1 环境箱控制系统组成44

3.3.2 环境箱结构组成44

3.3.3 环境箱的工作原理45

3.3.4 环境箱的优点46

3.4 拉/压力传感器的量程切换技术47

3.4.1 小量程传感器测量量程切换方法47

3.4.2 拉力超量程量程切换方法48

3.4.3 压力超量程量程切换方法49

3.5 本章小结50

第4章 新型约束可调式单轴温度—应力开裂试验机的研制52

4.1 主要功能与技术指标52

4.1.1 新型试验机的主要功能52

4.1.2 新型试验机的主要技术指标54

4.2 结构与系统组成54

4.3 控制系统57

4.3.1 新型试验机的控制系统组成57

4.3.2 位置荷载测控子系统59

4.3.3 温度湿度控制子系统61

4.4 混凝土试件裂纹图像采集与处理65

4.4.1 混凝土裂纹检测方法65

4.4.2 混凝土试件裂纹图像采集与处理技术66

4.4.3 混凝土试件裂纹图像采集与处理系统组成及工作原理67

4.4.4 基于组合滤波器的裂纹图像预处理68

4.4.5 基于迭代剪枝算法的裂纹图像分割70

4.4.6 混凝土试件裂纹识别71

4.5 供配电系统和混凝土试件运送装卸系统72

4.5.1 供配电系统72

4.5.2 混凝土试件运送装卸系统72

4.6 新型试验机的工作过程75

4.7 本章小结75

第5章 基于虚拟仪器技术的新型试验机软件开发77

5.1 虚拟仪器技术和LabVIEW软件77

5.1.1 虚拟仪器的概念与特点77

5.1.2 虚拟仪器的硬件和软件78

5.1.3 LabVIEW软件79

5.2 新型试验机的软件功能设计81

5.2.1 软件设计要求81

5.2.2 工控机软件功能设计81

5.2.3 SCC级PC监控软件功能设计82

5.3 程序设计83

5.3.1 主程序设计83

5.3.2 数据库设计84

5.3.3 数据采集86

5.3.4 约束控制方式87

5.3.5 温度和湿度控制88

5.3.6 数据维护89

5.3.7 各vi文件说明90

5.4 本章小结91

第6章 系统调试与试验方法93

6.1 设备安装93

6.2 单元调试94

6.3 整机调试95

6.3.1 实施方案95

6.3.2 试验内容—混凝土配比及力学性能95

6.4 试验方法97

6.4.1 试验操作步骤97

6.4.2 试验操作注意事项98

6.4.3 试验结果分析方法98

6.5 软件操作说明98

6.5.1 试验控制和数据采集窗体98

6.5.2 数据维护101

6.5.3 分配温度通道102

6.6 新型试验机的性能和特色102

第7章 工程应用实例105

7.1 广州黄埔大桥105

7.1.1 工程背景105

7.1.2 锚碇混凝土配合比设计107

7.1.3 混凝土单轴温度—应力试验与抗裂性评价108

7.1.4 应用效果109

7.2 四川雅泸高速公路黑石沟大桥和腊八斤大桥110

7.2.1 工程背景110

7.2.2 承台大体积混凝土配合比设计112

7.2.3 混凝土温度—应力试验及抗裂性能评价113

7.2.4 应用效果114

7.3 武汉阳逻长江大桥116

7.3.1 工程背景116

7.3.2 锚碇和承台大体积混凝土配合比设计117

7.3.3 承台大体积混凝土温度—应力试验及抗裂性能评价118

7.3.4 应用效果119

7.4 广州东沙大桥120

7.4.1 工程背景120

7.4.2 承台大体积混凝土配合比设计121

7.4.3 混凝土温度—应力试验及抗裂性能评价122

7.4.4 应用效果123

结束语125

参考文献129