基于導波法的鋼管混凝土構件缺陷檢測影響因素研究.pdf

1、鋼管混凝土結構因其合理地利用鋼管和混凝土的材料特性，受力性能大幅提升而備受關注，又因其施工快速簡便而得到廣泛運用。然而，當施工不善時，構件中容易出現(xiàn)裂縫、脫空等缺陷，這將影響到鋼管混凝土構件及結構的整體受力性能。因此，如何快速地發(fā)現(xiàn)鋼管混凝土構件的缺陷并判斷缺陷的位置和大小是缺陷檢測的關鍵。目前的檢測方法有人工敲擊法、光纖監(jiān)測系統(tǒng)法等，但往往檢測繁瑣且易漏測，而基于導波法的缺陷檢測由于耗費低、效率高、檢測全面、操作簡便且適用范圍廣而受到

2、關注。為此，本文通過分析導波在鋼管混凝土構件中的傳播特性，對鋼管混凝土構件的缺陷檢測影響因素及存在缺陷時的導波響應進行研究?；诖耍疚拈_展以下研究工作：
　　進行鋼管混凝土構件導波傳遞波動方程推導及比對，根據(jù)動力學理論，獲得了導波檢測中鋼管混凝土構件的等效面積、等效剛度、等效密度和等效阻尼系數(shù)為后續(xù)構件整體分析進行簡化。并在彈性范圍內推導了鋼管混凝土構件的動態(tài)響應方程，明確底端邊界條件對回波信號的影響，分別有剛度E、密度、構件截

3、面面積A和構件長度L等影響因素，為后續(xù)因素分析提供了條件。并將理論解與有限元模擬結果進行比較，證實建模方法的合理性，為后續(xù)數(shù)值模擬分析提供了理論基礎。
　　對鋼管混凝土構件初始條件對導波傳播的影響進行研究，基于ABAQUS有限元軟件和MATLAB編程軟件，通過對鋼管混凝土構件的頻散理論和波的傳播效果進行了分析，確定了基于頻散方程、傳播速度以及構件尺寸的激勵首波類型確定方法；并基于ABAQUS有限元軟件進行鋼管混凝土構件的導波檢測數(shù)

4、值模擬，分析導波信號激勵區(qū)域和信號提取區(qū)域改變所引起的變化，確定了導波信號激勵區(qū)域和信號提取區(qū)域的合理范圍；同時，研究構件材料本身的剛度、泊松比及密度的變化對導波傳播的影響，簡化其與波速、幅值的關系。
　　進行介質多相性及缺陷回波信號幅值分析，基于蒙特卡洛原理建立二維隨機骨料細觀模型，并建立了三維多層骨料模型，研究了鋼管混凝土介質多相性對導波傳播的影響；在鋼管混凝土構件中建立軸向缺陷進行缺陷回波信號幅值變化分析，獲得了軸向缺陷大小