论文题目: 超声波在混凝土桩基础无损检测中的应用研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 陈国栋
导师: 吕运冰
关键词: 超声波,无损检测,声测管
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 混凝土超声波非破损检测是近年来在国内外推广应用的一种新型的非破损检测方法。混凝土灌注桩的声波透射法是在结构混凝土声学检测技术基础上发展起来的,经过近几十年的研究、探索和实践,在许多国家和地区得到了广泛的应用,成为混凝土无损检测的重要手段。 本文首先综述了超声波混凝土非破损检测的进展和历史以及超声波混凝土非破损检测的各种方法,并介绍了超声波在混凝土介质中传播的基本原理以及实验检测所用的基本仪器和程序。讨论了超声波的各种声学参数与混凝土质量的关系。着重介绍了用声时、声幅进行混凝土缺陷判断时所用的判剧,并对主频判剧和波形作为直观判剧做了简要介绍。用物理实验的方法对超声波混凝土无损检测准确性进行了验证,通过数据分析可知声时、声幅可以比较好去判断和分析混凝土的特性,主频可以作为辅助手段,波形也可以作为一种直观的辅助判断手段,为工程实际的现场检测提供了依据。通过桩身混凝土缺陷性质、程度、范围与PSD判据的关系,建立了当缺陷为断层、空洞、以及蜂窝或被其它介质填塞的空洞等几种缺陷时的临界判剧表达式,通过临界判断值以及各种缺陷大小与判据值的关系式,用它们与各测点的实测值所计算的判据值做比较,即可估算缺陷的位置、性质、和大小,为混凝土内部缺陷的定量分析和缺陷反演打下了基础。 在超声波在混凝土介质中传播的基本原理和实验验证的基础上,结合洛阳西南外环高速公路K16+974处某桥梁1-3的桩基础运用RSMSY5检测仪器进行了现场检测,并运用RSMSY5相应程序,通过声时、声幅、声速、波形采用不同的判剧对该桩基础进行了分析判断。 声测管是否保持平行是进行混凝土桩基础无损检测成败的关键和首要条件,在实际工程中由于多种因素的影响,声测管往往不能保持平行而发生倾斜或弯曲,其结果往往给混凝土桩基础质量的判断带来一定的误差甚至是误判、错判。因而本文中着重分析了可能由于声测管发生倾斜、弯曲给检测结果带来的偏差,并用曲线拟合的方法对发生弯曲的声测管进行了矫正。分析结果表明,声测管不平行会对声时、声速带来较大的变化从而影响对桩身质量的判断。用声幅作为判剧时,往往过于严格容易产生重判,而用声时、声速作为判剧时,往往会受到声测管不平行的影响,产生误判。波形的畸变也可以作为混凝土质量判断的辅助手段,但是这种判断方法具有更大的直观性和不确定性,因此,在进行数据分析和结果判定时,应结合多种判断方法综合分析,从而得出比较准确的判断。
论文目录:
第1章 绪论
1．1 超声波在混凝土无损检测的进展
1．2 超声波检测方法发展史
1．3 混凝土无损检测方法综述
1．4 超声波桩基础无损检测的重要性
1．5 本文主要研究内容
1．6 研究的目的、意义
第2章 混凝土超声波检测的基本原理
2．1 声波在混凝土中的传播规律
2．1．1 波的分类
2．1．2 无限弹性介质中声波的波动方程
2．2 声波在两种介质面上的传播规律
2．2．1 声波的反射和折射
2．2．2 声波在异质界面上的波形转换
2．3 声波在固体介质中传播时的能量衰减
2．3．1 声波衰减的原因
2．4 声波在混凝土中的传播特点
2．5 混凝土声波透射法检测中的声波
2．5．1 脉冲声波的特点
2．5．2 脉冲声波在介质中的传播特征
第3章 混凝土超声波实验检测系统及检测方法
3．1 声波换能器
3．1．1 换能器的主要技术指标
3．1．2 换能器的技术要求
3．2 混凝土声波仪
3．2．1 声波仪的功能
3．2．2 RSMSY5数字式声波仪的组成和特点
3．2．3 RSMSY5数字式声波仪的主要技术性能
3．3 混凝土缺陷的一般检测方法简介
3．3．1 浅裂缝的检测
3．3．2 深裂缝的检测
3．3．3 不密实和空洞检测
3．3．4 混凝土结合面的检测
3．3．5 混凝土的匀质性检测
第4章 混凝土灌注桩超声波无损检测
4．1 混凝土灌注桩超声波无损检测的方式及适用范围
4．2 混凝土灌注桩缺陷的声时、声幅、波形分析方法
4．2．1 声学参数与混凝土质量的关系
4．3 混凝土超声波无损检测的试验验证
4．3．1 试验设计
4．3．2 试验仪器
4．3．3 试验检测数据读取和分析
4．4 混凝灌注桩桩身质量判据
4．4．1 用声速判断缺陷的概率法判据
4．4．2 用声时判断缺陷的PSD判据
4．4．3 声幅判剧
4．4．4 主频判据
4．4．5 实测声波波形
4．5 混凝土灌注桩超声波现场检测
4．5．1 工程概况
4．5．2 现场检测
第5章 数据信息处理及桩身质量综合判定
5．1 声测管修正
5．1．1 声测管不平行的原因
5．1．2 声测管歪斜、弯曲在声时、声速曲线上的异常特征
5．1．3 声测管弯曲异常与桩身缺陷异常的差别
5．1．4 声测管管距修正方法
5．1．5 己测桩的管距修正及结果分析
5．2 缺陷区判定
5．3 桩身质量的综合判断
第6章 结论与展望
6．1 本文的工作总结
6．2 需要继续研究解决的问题
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
攻读硕士期间参与的课题和项目
发布时间: 2005-07-11
参考文献
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