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《湘潭大学》 2015年
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配筋率对混凝土声波CT反演精度的影响

崔军娥  
【摘要】:钢筋混凝土是现代工程建筑中的常用材料,其质量优劣对施工安全至关重要。在工程应用中,为了保证钢筋混凝土的质量,需检测其内部构件是否受到破坏或损伤,并可为实际的处理工作提供一定依据。对重要的大型钢筋混凝土建筑物进行结构安全性、整体性、耐久性的监测以确保其安全正常运营的要求越来越严格。声波层析成像技术是检测钢筋混凝土结构质量主要手段,研究钢筋配筋率对声波CT反演精度的影响有助于合理设计方案检测和结果数据分析。本文主要研究的内容及结果如下:(1)通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立有缺陷的钢筋混凝土结构模型,模拟应力波在不均匀混凝土介质中的传播过程。研究表明:应力波在钢筋中传播明显优于在混凝土中的传播,其首波振幅不同,波形衰减程度较大,且同一位置激发不同位置接收的速度-时间曲线所对应的初至走时也不同;应用波动有限元法模拟波的传播是可行的,并得到了更完善的图像重建的多个样本数据。(2)研究了激发频率对不同配筋率混凝土声波CT反演精度的影响。利用有限元分析软件建立不同配筋率的钢筋混凝土模型,对弹性波在钢筋混凝土构件中的传播进行模拟和计算,在此基础上应用声波层析成像分析软件对其剖面成像,对比信号的激发频率分别为100KHz和200KHz的声波层析成像反演结果。研究表明:不同激发频率对声波层析成像技术检测不同配筋率混凝土缺陷具有一定影响,当激发频率为200KHz,且配筋率比较小时,声波层析成像技术对混凝土构件中孔洞缺陷与钢筋的检测比较敏感;而当激发频率为100KHz,且配筋率比较大时,声波层析成像技术能够定位混凝土构件内缺陷位置,伪像干扰小。(3)研究了钢筋分布与测试方案对不同配筋率混凝土声波CT反演精度的影响。建立不同配筋率横、纵筋混凝土模型、模拟、计算,最后对其剖面成像,对比横纵筋与不同测试方案的声波层析成像反演结果。研究表明:随着横筋的配筋率增大,CT反演精度降低;而不同配筋率的纵筋对CT成像技术检测混凝土内部缺陷的影响比较小,且CT成像技术不能准确的显示混凝土中纵筋位置;正面接收信号更好地显示混凝土断层中孔洞缺陷的位置,随着配筋率的增大,混凝土声波CT反演精度降低;随着换能器密度增加,配筋率增大时,混凝土声波CT反演精度降低。通过本文的研究,为声波层析成像技术检测钢筋混凝土内部缺陷方面提供依据,也为声波层析成像技术的工程化提供重要参考。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU375

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