钢筋混凝土包护结构应力波传播特性研究

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发布时间：2022-07-11

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摘要：采用数值计算法,研究了应力波在钢筋混凝土包护结构中传播待性。针对两种注聚特性的混疑土钢筋包护结构；混凝
十注浆脱空50%和混凝土注浆完全脱空。建立了两组对应的钢筋混凝十包护结构数值模型通过 ANSYS/LS-DYNA有限元软件
计算得到应力波在两组模型中传播的时域信号，根据所得的时域信号分析得出应力波在两类模型中传播的固结波速和平均振幅
比。结果表明：在注浆脱空50%情况下固结波速处于3200-4300m/s范围内,并随着注浆脱空尺寸的增加而增大,平均振幅比处
注浆脱空尺寸的增加而增大,平均振幅比处于0.1~0.75范围内,并随着注浆脱空尺寸的增加而减小。
关键词：应力波；钢筋混凝土包护结构；有限元；固结波速；平均振幅比
中国分类号： TU528.571
文献标志码：A
文章编号： 1002-3550（2014）04-0013-04
Effect of missing grout on the propagation of stress wave in reinforced concrete structure
QU Lixia, LONG Shiguo
(Faculty of Materials,Optoelectronics and Physics , Xiangtan University, Xiangtan 411105,China)
Abstract:Studiedthe effect of propagation characteristic on wave in reinforced concrete struchure by using numerical simulation
method.The comcrete structure can be classified into two catcgories with respect to the missing erout : reinforced concrete structure witl
nissing grout 50% and reinforced concrete structure with complete missing grout,in light of these missing grout,numerical model for rein-
forced concrete structure was built.The time domain signal of stress wave propagation in the tw modes were calculated by fem software
ANSYS/LS-DYNA,according to the results of time domain slgmal,we can get the consolidating wave speed and average amplitude ratio at
which stress wave propagates in the two models.The results demonstrate that the consolidating wave spced in the range of 3 200m/s
o 4 300 m/s in case of missing grout 50%,and increases with the increasc missing grout size,in addition ,average amplitude ratio at 0.15
0 0.85 and increases with the increases of size of missing grout;the consolidating wave speed in the range of 3 400 m/s to 4 400 m/s in
iase of complete missing grout ,and increases with the increase missing grout size,in addition,average amplitude ratio at 0.1 to 0.75 and
increases with the incrcascs of size of missing grout.
Key words: stress wave;reinforced concrete structure;finite element；consolidating wave specd；average amplitude ratio
波检测法作为一种用于岩土工程领域里新的无损检测法，
0 引言
因为其穿透能力强、设备简单、使用条件和安全性好等优
钢筋混凝土包护结构广泛存在于道桥工程、岩土锚杆
点,在近些年引起广泛关注四。
工程中,如预应力混凝土桥梁注浆波纹管中的混凝土包护
固结波速和平均振幅比是应力波法检测钢筋混凝土
钢绞线结构,房屋建筑中钢筋混凝土梁结构,锚杆锚固体
包护结构质量的两个重要评判参数。所谓固结波速,就是
系中混凝土包护钢筋结构凹，该结构在施工过程中往往会
从钢筋杆顶端传来的的应力波经过钢筋杆体与混凝土注
因为某些原因导致混凝土注浆在一定程度上的脱空情况，
浆段的波速。理论推导及试验表明固结波速和应力波单纯
从而对整个工程体系的质量产生严重影响。然而该结构属
在钢筋杆中的传播波速与应力波单纯在混凝土中的传播
于隐蔽工程，埋藏于岩土之中,所以寻求一种可靠、快速、
波速均不相同,其大小是介于两者之间的一个数值,固结
经济的质量检测方法的需求日益迫切。针对该结构工程中
波速反应了钢筋与混凝土注浆之间的黏结情况问平均振
常用的质量检测方法有拔拉测试法和钻孔取芯法,这两种
幅比指的是应力波振幅对首波振幅的比值,其比值大
方法均是破坏性检测方法,检测完成后结构损坏失去作用，
小反应的是应力波在传播过程中能量衰减的情况,而能量
而且仅限于抽样检测,无法对工程进行全面的检测，应力
衰减与混凝土注浆段注浆质量密切相关,是评价钢筋混凝