【摘 要】
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钢筋混凝土广泛应用于各类建筑设施和电力基础设施中,当其内部钢筋结构不合理或钢筋质量不达标时,钢筋混凝土的各项性能将大打折扣,造成巨大的安全隐患。本文以混凝土电杆为研究对象,针对目前混凝土内钢筋定位时无法确定钢筋偏转,且无法同时对钢筋直径和保护层厚度进行测量的现状,提出了一种基于磁化效应的混凝土内部钢筋状态无损检测方法,对钢筋定位、钢筋直径及保护层厚度两个参数测量分析展开了研究,对磁场测量传感器阵列
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钢筋混凝土广泛应用于各类建筑设施和电力基础设施中,当其内部钢筋结构不合理或钢筋质量不达标时,钢筋混凝土的各项性能将大打折扣,造成巨大的安全隐患。本文以混凝土电杆为研究对象,针对目前混凝土内钢筋定位时无法确定钢筋偏转,且无法同时对钢筋直径和保护层厚度进行测量的现状,提出了一种基于磁化效应的混凝土内部钢筋状态无损检测方法,对钢筋定位、钢筋直径及保护层厚度两个参数测量分析展开了研究,对磁场测量传感器阵列的位置布局进行了设计,对钢筋状态检测装置进行了研制,并分别在实验室及现场对本文方法进行了实验验证。论文的主要研究工作如下:（1）分析了基于涡流效应和磁化效应的混凝土内部钢筋电磁检测原理,并通过比较两者在铁磁性物质检测上的优缺点,选择了基于磁化效应的磁感应强度检测法;通过仿真模型论证了圆柱形永磁体中心轴空间磁场分布比长方体永磁体更为集中的特点,并推导验证了圆柱形永磁体的空间磁场计算模型;利用精细化仿真模型,分析了单钢筋及钢筋网在恒定磁场作用下的磁化特性对空间磁场的影响,以及钢筋参数改变时空间磁感应强度值的变化情况。（2）通过研究检测峰值定位法和磁检测阵列定位法,提出了一种结合两种定位方法优点的钢筋定位优化方法;在确保磁检测阵列处于钢筋正上方的情况下,进一步研究了钢筋直径与保护层厚度两个耦合参数的测量方法,分析了数据库匹配法、最小二乘拟合法以及支持向量回归模型训练法的钢筋参数检测原理,提出了基于改进灰狼优化支持向量回归模型（IGWO-SVR）的钢筋直径与保护层厚度同步测量方法,并对检测过程中存在的误差进行了说明与修正。（3）设计并研制了混凝土内钢筋状态检测装置,包括硬件电路的设计、软件程序的编制以及装置结构的设计;依据检测装置,在实验室进行了模拟实验和等比例混凝土电杆模型实验,在电杆制造厂和户外分别对刚出厂和运行中的混凝土电杆进行了现场实验;通过模拟实验验证了本文所提出的钢筋定位方法与参数检测方法的有效性,通过现场实验验证了本文所研制的钢筋状态检测装置的测量准确性。
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