大型混凝土结构裂缝无损检测方法研究及裂缝成因分析

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1、上海交通大学硕士学位论文大型混凝土结构裂缝无损检测方法研究及裂缝成因分析摘要冲击映像法作为一种混凝土工程无损检测领域新近出现的检测方法，能对混凝土结构物内部裂缝等缺陷进行快速有效的检测，得到越来越广泛的应用。它是在目标混凝土结构表面激振产生弹性波（面波、纵波和横波），弹性波在结构中传播时，遇到介质不连续界面（结构裂缝、缺陷或病害）产生反射，通过分析反射波信号的振幅、频谱特征、时频特征等来定量化地反映结构内部不连续界面的物理力学信息。但是冲击映像法应用于混凝土裂缝检测尚处于起步阶段，诸如如何确定缺陷深度、检测精度和分辨率等关

2、键技术问题还没得到很好解决。针对上述问题，本研究以实际工程检测需要为背景，采用动力有限元计算方法，研究大型混凝土结构模型中，特定的裂缝或缺陷深度、大小及相对位置对响应波形特征的影响，解决了如何确定缺陷位置与深度、检测精度和分辨率等关键技术问题，为冲击映像法的实用化和标准化研究提供了思路。在理论分析的基础上，将冲击影响法应用于某调水工程大型双向预应力混凝土立墙内部裂缝检测。通过对各种采集数据的波形处理、冲击响应强度分析和可视化处理，形成标准化的检测结果评价方法，成功地确定了裂缝深度、平面分布以及缺陷区域占墙体总面积的比例。钻

3、孔显示，检测结果正确率接近100%。最后，本研究对典型冻胀破坏引起的混凝土结构内部裂缝发展机理做了有限元模拟分析，分析了某大型立墙结构出现破坏的原因，认为波纹管内填充不充分，导致内部水分在冬季发生冻胀是立墙开裂的主要原因。为今后类似大型混凝土工程的施工有重要参考价值。本学位论文及相关研究得到了国家自然科学基金面上基金项目I万方数据上海交通大学硕士学位论文《复杂岩土工程介质中全波场传播特性及相关无损检测方法研究》的资助，项目批准号：11372180。关键词：冲击映像法、裂缝检测、大型混凝土结构、内部裂缝、冻胀破坏II万方数据

4、上海交通大学硕士学位论文DetectionmethodandcauseanalysisofinternalcracksforlargescaleconcretestructureAbstract:ImpactImagingMethodisanewnondestructivetestingmethodforconcreteengineering.Itcancarryoutquickandeffectivedetectionforinternalcracksandflawsinmassiveconcreteconstructi

5、on,andgetsmoreandmoreapplication.Itgenerateselasticwaves(longitudinalwave,transversewave,surfacewave,etal)onsurfaceoftargetconcretestructure.Elasticwavesarereflectedondiscontinuousinterface(crack,defectanddisease)insidestructures.Byanalysisontheamplitude,thephysic

6、alandmechanicalinformationofdiscontinuousinterfaceisquantitativelyrevealed.Butthismethodapplyingindetectionofinternalconcretecracksisstillinearlystage,andsomekeytechnicalproblemstobesolved,suchasdeterminingthedepthofdefect,detectionaccuracyandresolution,etal.Inord

7、ertoclarifytheinfluenceonresponsewaveformanddetectionresults,FEMdynamicnumericalsimulationiscarriedoutonbasisofactualengineeringmodel.Thedetectionfactorsforimpactimagingmethodsuchasdepths,sizes,andrelativepositionsofcracksarefurtherdiscussed.Thekeytechnicalproblem

8、sofdeterminingthedepthofdefectsolved,aswellasdetectionaccuracyandresolution.Thenumericalsimulationprovidedascientificbasisforparametersselectionandstand