1.一种混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采集混凝土落锤冲击破坏过程红外辐射监测数据;
S2、选取混凝土落锤冲击破坏有效红外监测区域,建立红外热像点与混凝土试样实际尺寸之间的关系,根据红外热像图中的试样轮廓确定试样边界,试样轮廓红外热像点矩阵为, ,其中, 表示坐标为(xm,yn)的红外热像点的红外温度数据,试样实际尺寸为长L、宽W,则L对应n个红外热像点,W对应m个红外热像点,在试样长度上每个红外热像点对的尺寸为L/n,在试样宽度上每个红外热像点对的尺寸为W/m,计算每个红外热像点对应的混凝土试样实际位置坐标,根据红外热像点与试样尺寸的关系,以 为坐标零点,对于试样边界内的任意红外热像点 ,其中,i,j分别为该点在矩阵中的行数和列数,对应的试样实际位置坐标为( , ),令Xi= ,Yj= ,试样实际位置坐标表示为 ;
S3、确定混凝土落锤冲击破坏裂纹起裂与终止红外温度阈值;
S4、提取混凝土落锤冲击破坏红外热像温度异常变化值,根据红外温度阈值判定裂纹起裂和终止坐标;
S5、计算混凝土落锤冲击破坏冲击裂纹长度,进而计算裂纹扩展速度。
2.根据权利要求1所述的混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,在所述S3中,确定混凝土落锤冲击破坏裂纹起裂与终止红外温度阈值遵循:红外热像点温度变化处于 范围内,则判定此处的红外热像点为裂纹起裂点;
红外热像点温度变化处于 范围内,则判定此处的红外热像点为裂纹终止点。
3.根据权利要求1所述的混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,在所述S4中,提取混凝土落锤冲击破坏红外热像温度异常变化值,包括:采用差分法提取混凝土落锤冲击破坏红外热像温度。
4.根据权利要求3所述的混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,所述采用差分法提取混凝土落锤冲击破坏红外热像温度,包括:将t时刻的红外热像温度数据与初始t0时刻的红外热像温度数据做差值,得到t时刻的差值红外热像温度数据。
5.根据权利要求4所述的混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,在所述S4中,根据红外温度变化阈值判定裂纹起裂坐标和终止坐标,包括:监测的红外温度点温度变化处于 范围内,则判定为红外
高温裂纹起裂点;
监测的红外温度点温度变化处于 范围内,
则判定为红外低温裂纹终止裂点;
分别对应裂纹起裂点和裂纹终止裂点的红外热像点为 ,对应裂纹终止实际坐标为 ,式中, 为初始时刻任意点的红外热像点温度值, 为t时刻任意点的红外热像点温度值。
6.根据权利要求1所述的混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,在所述S5中,计算混凝土落锤冲击破坏冲击裂纹长度,包括:利用裂纹起裂 时刻坐标 和裂纹尖端终止 时刻的坐标 ,计算裂纹长度 ,长度 的计算公式为: 。
7.根据权利要求6所述的混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,在所述S5中,进而计算裂纹扩展速度,包括:根据计算所得裂纹长度及监测时间的数据,利用微分概念计算裂纹扩展速度 ,计算公式如下:。
8.一种混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测系统,用于权利要求1‑7任一项所述的混凝土冲击破坏裂纹扩展速度红外监测方法,其特征在于,包括:混凝土冲击破坏裂纹试验装置,包括落锤冲击试验机、落锤控制柜以及锤体组件,用于对混凝土试样进行冲击破裂试验,所述落锤冲击试验机、所述落锤控制柜和所述锤体组件相互连接,所述混凝土试样放置所述落锤冲击试验机底座平台中心,所述落锤控制柜控制所述锤体组件坠落于所述混凝土试样顶部中心位置;
红外辐射监测装置,包括红外热像仪和红外辐射采集设备,所述红外热像仪和所述红外辐射采集设备相互连接,所述红外热像仪正对混凝土试样观测面,所述红外辐射采集设备采集由所述红外热像仪传回的混凝土落锤冲击破坏过程红外辐射监测数据,处理和计算混凝土裂纹扩展速度。