钢筋混凝土包护结构中的应力波及其应用

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1、学校代码10530学号201110081261分类号TB52.9密级公开硕士学位论文钢筋混凝土包护结构中的应力波及其应用学位申请人瞿立夏指导教师龙士国教授学院名称材料与光电物理学院学科专业材料科学与工程研究方向材料的无损检测技术二O一四年六月万方数据ThestresswaveofreinforcedconcretestructuresanditsapplicationCandidateQuLixiaSupervisorProfessorShiguoLongCollegeFacultyofMaterials,OptoelectronicsandPhysicsProgramMater

2、ialsScienceandEngineeringSpecializationNon-destructiveTestingTechnologyofMaterialsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2014万方数据湘潭大学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

3、后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位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。本人授权湘潭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：年月日万方数据摘要钢筋混凝土包护结构是混凝土砂浆包护钢筋的工程单元结构，因其坚固耐用，防火抗压性好，成本低等优点，在土木工程领域应用广泛。钢筋混凝土包护结构注浆质量直接影响该结构所在工程构件的安全性

4、和耐久性，故其注浆质量的检测，是消除工程构件安全隐患，确保工程构件使用寿命的必要步骤。应力波检测法是钢筋混凝土包护结构主要无损检测方法，研究应力波在钢筋混凝土包护结构中的传播规律有助于合理设计检测方案和分析检测数据。本文的主要研究内容及结果如下：(1)注浆体类型和注浆体直径对应力波在钢筋混凝土包护结构中传播的影响。使用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立不同注浆体类型和不同注浆体直径的钢筋混凝土包护结构有限元模型，求解并分析，结果表明：固结波速随着注浆混凝土型号的增加而增加，随着注浆体直径的增加而减小；平均幅值比随着注浆混凝土型号的增加而增加，随着注浆体直径的增加而减小。当注

5、浆混凝土型号从C20增加到C70时，固结波速从4200m/s增加到4750m/s，平均幅值比从0.15增加到0.65。当注浆体直径从100mm增加到220mm时，固结波速从4650m/s减小到3950m/s左右，平均幅值比从0.9左右减小到0.13左右。(2)注浆部分脱空和注浆完全脱空对应力波在钢筋混凝土包护结构中传播的影响。使用ANSYS/LS-DYNA有限元软件，建立不同缺陷长度的钢筋混凝土包护结构有限元模型，求解并分析，结果表明：在注浆部分脱空情况下固结波速处于4220m/s至4750m/s范围内，并随着注浆脱空尺寸的增加而增大，平均振幅比处于0.52至0.75范围内，并随

6、着注浆脱空尺寸的增加而减小；在注浆完全脱空情况下固结波速处于4250m/s至4850m/s范围内，并随着注浆脱空尺寸的增加而增大，平均振幅比处于0.32至0.7范围内，并随着注浆脱空尺寸的增加而减小。(3)固结波速标定钢筋混凝土包护结构注浆密实度。将钢筋混凝土包护结构注浆密实度划分四个等级（A级、B级、C级、D级），通过设计制作相应注浆质量等级的试验模型测试得到固结波速，再通过对该结构进行数值模拟，发现实验结果与数值模拟结果定性吻合。综合分析试验测试和数值计算结果，制定出固结波速标定钢筋混凝土包护结构注浆质量定量范围：A等级注浆质量固结波速小于4400m/s，B等级注浆质量固结波

7、速在4400m/s至4500m/s之间，C等级注浆质量固结波速在4500m/s至4600m/s之间，D等级注浆质量固结波速大于4600m/s。通过本文的研究，对于采用应力波法检测钢筋混凝土包护结构应力波传播特性和固结波速标钢筋混凝土包护结构注浆质量具有一定的参考及指导意义。关键词：钢筋混凝土包护结构；应力波；固结波速；平均幅值比I万方数据AbstractReinforcedconcretestructurebysteelbaristheengineeringunitstructu