基于冲击回波理论的混凝土裂缝深度测试试验研究.pdf

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1、水利水电技术第45卷2014年第11期基于冲击回波理论的混凝土裂缝深度测试试验研究孔楠楠，杨智，张今阳(案利部淮急利委员墓水利科学研航安徽蚌埠233000)摘要：裂缝是混凝土结构常见的缺陷之一，对裂缝深度的评估是确定工程服役状况的关键。本文基于冲击回波理论对混凝土裂缝深度进行测试研究。研究成果表明：激震装置极为关键，钢球的直径越小，冲击接触时间就越短，而且有效振幅的频带越宽，但振幅的最大值就越小，反之亦然。混凝土的龄期和混凝土中的钢筋均对测试结果无显著影响。关键词：混凝土；裂缝深度；冲击回波理论中图分类号：TV698．15文献标识码：B文章编号

2、：1000一0860(2014)11．0121—04IIIlp躯t-echotheory-b嬲edexperhnentstIldyontestingofcOncretecrackdepthKONGNannan，YANGZhi，ZHANGJinyang(WaterResourcesResearchInstituteofAnhuiProvinceandHuaiheRiverComIIlission，MWR，Bengbu233000，Anhui，China)Abstract：Crackisoneofthecommondefectsofconcrete

3、stmctureandtheeValuationoftIlecmckdepthisthekeylinktodete卜minetheservicestatusofit．BasedontIleimpact—ecotheory，肌experimentalstudyisrnadeontIledepthoftIlecrack．卟estudyresultshowsthattllevibmtionexcitationdeviceisverycmcial，i．e．thesmallerthesteelba：Uis，theshortertheimPactconta

4、cttimeistobe，meanwhile，thewiderthefkquency．bandoftheefkctive锄plitudeis，thesma：Llerthemaximumvalueofthe锄一plitudeistobe，aIldvicevers&AdditionaUy，noanysigni6cante￡[．ectsaretheref而mtheconcreteageandthereinforcementin-sideofconcreteonthetestingresult．Keywords：concrete；crackdeptIl

5、；impact—echotheory混凝土在施工、凝结、使用等过程中都会产生一些缺陷，裂缝是混凝土最常见的缺陷类型之一。在对工程结构耐久性要求日益提高的情况下，如何快速、准确地得到结构裂缝的开展情况，就成为确定工程结构服役状况的关键‘1I。1冲击回波技术基本原理冲击回波技术基于应力波在固体中的传播特性，可准确对混凝土内部缺陷(裂缝、空洞、夹层等)进行检测。当应力波传播过程中穿过材料1投射到材料2的界面上时，将有部分入射波反射。反射波振幅与入射角是函数关系，当入射角为90。(垂直入射)时，振幅最大。垂直入射时反射系数尺计算公式(1)¨1为胁衙胎o

6、“棚日耐Hyd唧ow，E研M“馏怕f．盯No．"尺=彳—号(1)厶2十二1式中，z，为材料1的声阻抗率；z：为材料2的声阻抗率。目前冲击回波仪按其操作方法不同可分为单点式和扫描式两种。单点式冲击回波仪(见图1)测试时只能逐一测点敲击，采集完回波后，手动保存，因其需要逐点测试，逐点储存，数据量庞大，工作效率较低。扫描式冲击回波仪(见图2)将收发传感器固定到小车之上，弹击锤以固定的距离及冲击能收稿日期：2014—02．12基金项目：水利部公益性行业科研专项(20110lOl2)。作者简介：孔楠楠(1984一)，男，助理工程师，硕士。121孔楠楠，等

7、∥基于冲击回波理论的混凝土裂缝深度测试试验研究量冲击混凝土表面，能量均匀稳定，测试时仅需将小车沿预先布置好的沿线向前推进即可，可进行大面积普查检测，极大地提高了检测效率，但不能够进行裂缝深度的检测。必j≤舄图1单点式冲击回波仪2试验研究图2扫描式冲击回波仪2．1方案设计为研究混凝土中裂缝的冲击回波测试方法及信号分析方法，试验室制备大试块模型，用于模拟工程实体结构。模型混凝土强度等级为C35，几何尺寸为3000mm×1500mm×700mm(长×宽×高)，模型内部设置开口裂缝。基于冲击回波检测混凝土厚度的基本原理，及对冲击回波物理性质的把握，开展

8、冲击回波法检测混凝土内部缺陷的技术研究，并完成对以下问题的探索：(1)混凝土中裂缝深度的测试方法；(2)混凝土中裂缝所对应的冲击回波信号特征值差异；(