基于弹性波法的裂缝深度检测的试验研究

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1、汕头大学硕士学位论文基于弹性波法的裂缝深度检测的试验研究姓名：刘锋申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：谢慧才;刘金伟20090601汕头大学硕士毕业论文程度合分析确定应力波的反射位置不同介质对射线吸 射线法穿透缺陷区后射线强度变化 收的差异不同反射物的雷达 雷达法雷达反射波波反射强度的差异缺陷区热发射强度红外热谱法热发射 的变化共振法固有频率、品质因数振动参数分析及其与混凝土弹性、非敲击法固有频率、对数衰减率弹性。脆性及耐久性之间的关系应力波分析及其与混凝土内弹性、非 超声法声速、衰减系数、频谱弹性等性能之间的关系透气法气流变化孔隙渗透性其他性能磁测法磁

2、场强度钢筋对磁场的影响 电阻含水率及厚度混凝土的电阻率及钢筋的半电的关系，及钢筋锈 电测法池电位蚀与半电池电位的关系射线法射线穿过钢筋区后强度变化射线摄影分析散射强度志氢原子 中子散射半中子散射强度含量的关系同位素与相应的稳中子活化法β射线与γ射线强度、关衰期等定元素与射线特征值的关系（1）回弹法:5汕头大学硕士毕业论文回弹法是用弹簧驱动的弹击锤（见图1）,通过弹击传力杆,弹击混凝土表面,并测出弹击锤被反弹回来的距离以回弹值反弹距离与弹簧初始长度之比作为与强度相关的指标,来推定混凝土强度的一种方法[7，8]。但回弹法是利用混凝土的表面刚度来推断混凝土的整体强度

3、，测试精度相对较低。由于受混凝土碳化深度的影响，不能用长龄期（三年以上）的混凝土结构；钢筋密集区或预应力钢筋锚固区的混凝土的测试结果与实际出入较大。图1-1回弹法检测原理(2)超声法:[9]超声波法既可用于检测混凝土强度，也可用于检测混凝土裂缝深度、孔洞等缺陷，检测混凝土结构常用的频率范围为20～250kHz。通过超声波混凝土中传播速度和混凝土强度之间建立起一种相关关系，可用经验公式或专用测强曲线来表示。由于混凝土本身是一种复合材料，其内部超声波传播速度受许多因素影响，如钢筋的配置方向、不同骨料及粒径的大小、各组分的比例变化、龄期、养护条件及混凝土的强度等级等

4、，这些影响因素在建立测强关系时均应进行修正，显然这种修正是一项很复杂而又烦琐的工作。超声波法检测混凝土缺陷是根据超声波在混凝土中传播的速度、振幅、相位及主频的变化来判断混凝土内部的缺陷情况.。混凝土内部常见的缺陷有：蜂窝状或松散状的不密实区、空洞、杂物或受意外损伤而形成的酥松区等。当超声波遇到以上缺陷时，其速度、振幅等常会发生一定程度的异常变化，分析这种异常变化可推知混凝土内部的缺陷状况。超声波法检测混凝土内部缺陷时常需要进行一定的数据处理及统计计算，且需要测试人员具有一定的检测经验。(3)超声—回弹综合法:[9，10]超声—回弹综合法是超声、回弹两种单一方法

5、的综合。将两种方法结合，互6汕头大学硕士毕业论文相取长补短，通过实验建立超声波波速—回弹值—混凝土强度之间的相关关系，用双参数来评定混凝土的强度，即为超声回弹综合法。它不仅操作简单方便、设备便于携带，而且能减少或抵消一些单一方法测强的影响因素,能较全面反映混凝土的质量,因此在国内广泛应用于建筑结构和构筑物混凝土强度的推定以及对结构混凝土的匀质性评定,并作为处理混凝土质量问题的一个主要依据。实践表明该法是一种较为成熟、可靠的混凝土强度检测方法，测试精度比单一法高。《超声一回弹综合法检测混凝土强度技术规程》SECS02：88已于1988年正式颁布执行。近年来,综合

6、法已在全国各类工程中普遍进行应用取得显著效益。技术方面发展较迅速,特别是测试手段有显著突破,超声仪己由手工记录和处理数据,发展到超声参数测读、波形的采集存贮数据处理等,打印、绘图全部自动化。(4)射线法:[9]混凝土材料的内部结构及裂缝的扩展会影响混凝土的强度、变形和破坏性能。射线法是用X射线(C射线)透照混凝土,混凝土组分材质物理密度不同,反映在CT图像上各像素的CT数不同,从而形成骨料、砂浆、孔洞、钢筋等灰度不同的影像图,这就是CT原理,所以它是一种从数据到图像的重建技术。经计算机处理CT图像的影像特征,分析混凝土细观结构及其变化过程,解释宏观强度变化和变

7、形的机理,发现裂纹演化的规律性,并为细观尺度混凝土力学数值模型的建立提供依据。(5)钢筋扫描检测技术:在混凝土结构中的钢筋有着重要作用,钢筋的配置直接影响到结构的承载力。《混凝土结构工程质量验收规范》(GB50204-2002)中将钢筋的保护层厚度作为验收标准要求之一。钢筋在混凝土结构中是隐蔽的，因此对其数量、规格的检测，人们提出了无损检测的要求。在对混凝土结构进行评估（耐久性、损伤、寿命）时，还要检测钢筋的锈蚀情况。《混凝土中钢筋检测技术规程》对钢筋的锈蚀检测作出了规定。(6)冲击回波检测技术:[11]冲击回波法(Impact2Echomethod,简称IE

8、法)诞生于20世纪80年代。它是基于应