超声波法测定钢管混凝土脱空量

资料大小：220KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-07

资料介绍

超声波法测定钢管混凝土脱空量
史新伟，魏建东
(郑州大学水利与环境学院，河南郑州450002)
摘要：为了定量计算钢管混凝土的脱空量，采用试验模拟钢管混凝土的脱空缺陷，利用超声波仪器对缺陷试件进行检
测，得出超声波在脱空试件中的传播路径为先沿着钢管壁绕射再穿透混凝土到接收端，通过计算缺陷处弦长所对应圆心
角的大小来进行脱空的定量分析，定量计算的结果与实际制作的缺陷尺寸基本吻合。
关键词：模拟；钢管混凝土；超声波检测；缺陷
中图分类号：TV431 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．03．039
混凝土外包钢管后将受到三轴压应力作用，从而提高了其
抗压强度、韧性⋯ ，但钢管混凝土在施工中易使混凝土材料内
部存在空洞、疏松、施工缝、组织不均匀以及混凝土与钢管胶结
不良等缺陷。对钢管混凝土施工质量进行检测是极为重要
的。，钢管内混凝土属于隐蔽工程，多应用超声波进行无损
探伤 J。采用超声波检测钢管混凝土内部损伤的主要方法有
首波声时法、波形识别法和首波频率法。以往采用超声波检
测钢管混凝土的时候往往只是通过超声波的声学参数来判定
其是否存在缺陷，如何定量计算出缺陷的大小目前还没有具体
的规范。在研究缺陷计算中有的只是考虑了超声波直接穿透
缺陷处的空气再穿透混凝土传播，没有考虑超声波沿钢管壁的
绕射；童寿兴等通过移动探头再根据信号是否正常确定出
了脱空量。笔者对超声波在脱空试件中各种可能的传播路径
进行了探讨。
1 模拟试验
试验钢管外径为426 mm，壁厚为8 mm，采用C55无收缩
混凝土填充，脱空试件的缺陷采用插入不同厚度的圆弧形木
板，在混凝土初凝前拔出木板来形成。对缺陷进行测量时每段
弦高依次为102．4、9t．8、71．6 mm，缺陷布置见图1 E8]。并制作
了密实试件与脱空试件进行对比。
．8 一
71．6
”
—
土中超声波的传播速度随着养护时间的增加而增大，并且其在
脱空缺陷试件中的传播速度明显低于密实试件。密实试件的
波形图首波比较明显，而在有脱空缺陷的试件中首波发生畸
变。密实部位接收信号的频率比空洞部位接收信号的频率高。
表1 脱空与密实试件不同龄期声速对比 m／s
2 确定超声波的传播途径
在密实钢管混凝土中超声波是沿着钢管的径向传播的，存
在脱空缺陷时超声波的传播有以下3种可能路径：①超声波先
绕钢管壁绕射再穿透混凝土到达接收端，见图2(a)；②超声波
直接穿透脱空处的空气，然后再穿透混凝土到达接收端，见图2
(b)；③ 超声波沿钢管壁绕射到接收端，见图2(C)。