用纵波波速推算混凝土抗压强度的对比试验及其分析

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发布时间：2021-10-27

资料介绍

(机械工业部第四设计研究院 ,洛阳　471039)
摘　要 :基于波在无限体和一维杆中的传播理论 ,通过对标准立方体试块的超声、抗压强度试
验和混凝土梁的超声、纵波波速试验进行对比 ,统计分析混凝土抗压强度、超声声速和纵波波速三
者间的关系 ,进而将由纵波波速推算混凝土抗压强度用于工程实践。
关键词 :超声检验 ;混凝土 ;抗压强度 ;超声声速
中图分类号 : TG115. 28 + 5 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :100026656 (2001) 0920388203
COMPARATIVE TEST AND ANALYSIS OF THE CALCULATION OF CONCRETE
COMPRESSIVE STRENGTH BY LONGITUDINAL WAVE VELOCITY
L IU Xiang2yang , L IU Yi2dai , L I Jun
( The 4th Design and Research Institute , Ministry of Machine Building Industry , Luoyang 471039 , China)
Abstract : Based on the transmit theory of sound waves in infinite body and one2dimension rod , the relationships a2
mong the concrete compressive strength , ultrasonic velocity and longitudinal wave velocity were analyzed through compar2
ative test of the ultrasonic velocity and compressive strength of standard cubic specimen with the ultrasonic velocity and
longitudinal wave velocity of concrete girder. And then the calculation of concrete compressive strength by longitudinal
wave velocity was applied to practical engineering.
Keywords :Ultrasonic testing ; Concrete ; Compressive strength ; Ultrasonic velocity 1 　基本理论
无限体假设为当波长λ小于固体尺寸时 ,在固
体内可产生纯纵波 ,此时该固体可视为无限体。标
准混凝土试块 (简称试块) 尺寸为 150mm ×150mm
×150mm ,对其进行超声试验通常所采用的换能器
频响约为 50kHz ,根据λ= C/ f = 9cm ( f 为频率 , C
为波速 ,取 C = 4 500m/ s) ,λ小于试块尺寸 ,即可将
试块视为无限体。
一维杆假设为当λ> d , d ν L 时 ( d , L 分别为
杆状体的直径和长度) ,该杆状体可视为一维杆。工
程中所采用的基桩通常能满足一维杆的条件 ,故反
射波法所测波速可视为一维杆的纵波波速。
根据波动理论可知波的传播速度与波的类型、
介质的性质及其边界条件有关 ,假设固体介质为各
收稿日期 :2001201220
向同性 ,由波动方程可导出无限体介质中纵波的传
播速度 C1 和一维杆介质中纵波的传播速度 C2 ,即 C1 = E(1 - μ) ρ(1 +μ) (1 - 2μ) (1) C2 = Eρ (2)
式中 E ———杨氏弹性模量
μ———泊松比
ρ———密度
由式(1) , (2) 可知 ,在无限体介质和一维杆介质
中纵波的传播速度差异取决于介质的泊松比 ,取普
通混凝土泊松比μ= 0. 20 ,式(1) 与式(2) 相比可得
C1 C2 = (1 - μ) (1 + μ) (1 - 2μ) = 1. 111 (3) 2 　对比试验
试验的目的是建立纵波波速与混凝土抗压强度