基于表面波法在大块混凝土裂缝检测中的应用

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1、浙江大学硕士学位论文表面波法在大块混凝土裂缝检测中的应用姓名：王丰华申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：夏唐代2002.2.1表面波法在大块混凝土裂缝检测中的应用浙江大学硕±堂堡迨塞!!!!摘要本文在前人的研究基础上，利用表面波(Rayleigh波)的特性，研究了瑞利波检测混凝土裂缝原理，以及测试分析方法。第一部分先提出了一种计算地基平面内动力响应的新方法，并且验证了它的正确性和准确性。利用平面瑞利波的特性，在深度方向上用半无限元来模拟占小部分能量的体波，而在水平方向上利用传递边界来模拟Rayleigh面波，在此考虑了所有模态的波对边界力的作用，用有限单元法建立动力响应方程，并且验证了

2、土层在有裂缝存在情况下的动力响应计算方法的正确性。后面部分通过有限元计算，可以求出混凝土层表面的位移，从而求出各点的相位差，建立不同点跟不同位置的空洞(或者埋设物)时候，相位差跟这几者之间的关系，进一步研究了瑞利波检测混凝土裂缝原理，以及测试分析方法，从而为用瑞利波检型大块混凝土层中裂缝或者埋设物奠定初步的理论依据。关键词：Rayleigh波；传递边界；半无限单元ApplicationForDetectionLeakofConeretebyUsingSurface—WaveMethodABSTRACTInthispaper,theauthorstudythetheoryofdetection

3、leakofconcretebyusingthecharacteristicofsurface，wavemethodandthemethodoftest．Anewmethodofdetectionleakofsoilsbyusingsurface．wavemethodwaspresented．Thetransmittingboundaryjsusedtosimulatesurfacewavesjnhorizontaldirectionconsideringforallmodelwavesandthesemi．infiniteelementisusedtoimitatebodywavesinv

4、erticaldirectionundercertaindepth．ByusingFEM，studytheeffectofundergroundobstaclesorcracktothepropagationofsurfacewaves．Thedisplacementofsurfaceinconcretecanbegotbycalculatingfiniteelement．thenthephasicdifferenceofsurfacepoints．Wjcanestablishtherelationbetweendifferentpointsanddiffcrentleaksofconcre

5、te．andtherelationbetweenphasicdifferenceandfrequency．Thispaperdiscussesthetheoryofsurfacewavedetectingleaksofconcrete．Keywords：Rayleighwave；transmittingboundary；semi—infiniteelement表面波法在人块混凝士裂缝检测中的戍_L}J浙江人学硕士学位论文2002第一章绪论1．1引言在水利水利等建设工程中，混凝土块发生裂缝的情况教为普偏。由于受温度聚变、混凝土自身体积变形、水分蒸发、不均匀沉降及施工条件上的影响，在大坝等上形成

6、不同深度的裂缝，对建筑物有很大危害，因此必须对这些裂缝进行检测，掌握裂缝状况及有关参数，以判断对建筑物的危害性及研究相应的补救措施。表征结构上裂缝状况及参数主要是指裂缝宽度及裂缝深度，裂缝宽度是指裂缝表面的宽度，通常是以刻度放大镜或裂缝测量卡进行测量。裂缝深度系指从混凝土表面裂缝口到裂缝闭合处所具有的深度，它是表征裂缝状态最主要的参数。因此混凝土裂缝检测实际上是检测裂缝的深度。目前主要应用超声波绕射法来测量裂缝深度，对该方法研究也较多，并一直进行研究改进。但是超声绕射法还存在以下问题：a．不能检测深层裂缝，因裂缝较深度时，该方法收不到真正的首波信号，目前最大的探测深度只能到0．8米左右；b．

7、若裂缝中充满水，则超声纵波可直接穿过裂缝，与绕射信号相混，使判断困难；c．超声纵波法仅适用于无钢筋或者少钢筋混凝土情况，若有穿缝钢筋两探头连线与钢筋的距离大于1．5d(d为裂缝深度)，如结构中有与裂缝垂直的钢筋且排列教密则无法应用该法。此外还有钻孔法测裂缝及电磁雷达扫描法，钻孔法需要钻孔，费用高，使用受到限制；电磁雷达法中由于电磁波受水的吸收作用，探测深度教浅。由上述可见，从50年代以来对于教深混凝土裂缝检测