缺陷混凝土超声波传播特性研究

《缺陷混凝土超声波传播特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：公开中图分类号：P31硕士学位论文缺陷混凝土超声波传播特性研究研究生：吴秋霜导师：王齐仁教授学科：地质资源与地质工程研究方向：地球物理勘探2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterThestudyontheultrasonicpropagationcharacteristicsofdefectiveconcreteCandidate：WuQiushuangSupervisorandRank：Prof.WangQiren缺陷混凝土超声波传播特性研究学位类型学术型学位作者姓名吴

2、秋霜作者学号15010203005学科（专业学位类型）地质资源与地质工程研究方向（专业领域)地球物理勘探导师姓名及职称王齐仁教授实践导师姓名及职称杨天春教授所在学院资源环境与安全工程学院论文提交日期2018年5月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位

3、论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要混凝土具有高强、耐久、可塑等特性，被广泛用于各类建筑工程中，但由于施工的复杂性或特殊的工程地质条件，使得混凝土内部常常出现离析、蜂窝、夹泥等缺陷，严重威胁着结构的安全，

4、必须对其施工质量进行严格控制和检测。声波透射法因快速、精度高、操作方便而被作为首选的无损检测方法，它以混凝土的声学性质为基础，通过观测声波透过混凝土后波速、振幅、频率和波形等变化特征来判断其内部是否存在不均匀体，评价混凝土质量。混凝土内部缺陷与周围介质的物理力学性质差异越大，超声波响应异常越明显，探测效果越可靠。因此，深入系统地研究超声波在混凝土中的传播特性，掌握各种常见缺陷的声波响应特征和规律，对提高解译结果的可靠性具有十分重要的实际价值和理论意义。本文基于超声波传播理论和瞬态域有限差分原理，利用COMSOLMultip

5、hysics多物理场模拟软件，建立了混凝土离析、蜂窝、空洞、夹泥四类缺陷的数学模型进行正演模拟，结合物理模型、工程实例及水中测试成果的对比，综合分析了超声波在缺陷混凝土中的传播特性和规律，得出以下几点结论：随着测点位置逐渐接近缺陷中心，观测信号波速、波幅逐渐降低到最小，波形畸变程度增大。离析和蜂窝缺陷混凝土的信号相近，存在共同特征：波形畸变严重，波形不连续且首波不清晰。夹泥和蜂窝的信号波形相近，存在共同特征，前至波存在畸变，后至波基本不畸变，且波形连续，首波相对清晰。离析缺陷的超声波信号主频变化杂乱，频谱曲线出现多峰且幅值

6、较低，在四类缺陷中变化最大的一种；蜂窝缺陷的超声波信号主频变化杂乱，但变化程度低于离析缺陷，频谱出现多峰，能量不集中；空洞缺陷的超声波信号主频基本不变；夹泥缺陷的超声波信号主频稍有变化，频谱出现多峰，主频能量集中。随着缺陷规模的增大，四类混凝土模型的波形畸变程度增加，波幅衰减程度增大，波速逐渐减小，中心处为最低，波幅-测点和波速-测点曲线呈“U”型。当缺陷位置靠近信号发射或接收端时，波形畸变程度增大，波幅明显变小，对缺陷声波响应有放大作用。随着缺陷位置从信号发射端移动到信号接收端，波幅-测点和波速-测点曲线呈倒“U”型。关

7、键词：声波透射法；缺陷混凝土；正演模拟；声学特性；分辨率-1-ABSTRACTBecauseofthecharacterofhighstrength,durability,plasticityandotheradvantages,concreteiswidelyusedinvarioustypesofconstructionprojects.Whileduetothecomplexityoftheconstructionorthespecialengineeringgeologicalconditions,concrete

8、interioroftenappearssomedefections,suchassegregation,honeycomb,infiltratingmudandsoon,whichseriouslythreatenthesafeofthebuilding.Inordertoguaranteethese