基樁聲波透射法完整性檢測(cè)的聲場(chǎng)分布規(guī)律及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，高層建筑、大型橋梁、海事結(jié)構(gòu)等大型建構(gòu)筑物不斷興建，當(dāng)建筑場(chǎng)地的淺表層的地層不足以承受上部結(jié)構(gòu)的荷載時(shí)，樁基礎(chǔ)得到廣泛的應(yīng)用。然而，由于施工的不規(guī)范、地層穩(wěn)定性差等使得灌注樁極易產(chǎn)生沉渣、斷樁、縮頸等缺陷，影響基樁完整性；為了保障建構(gòu)筑物安全和人類生命安全，亟需查明工程樁中缺陷的大小、位置，判定基樁完整性類別，以便進(jìn)行工程處理。相較于其他基樁完整性檢測(cè)方法，聲波透射法具有檢測(cè)全面細(xì)致，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，不受樁長(zhǎng)、

2、樁徑、樁周土層等的限制等優(yōu)點(diǎn)。
　　為了準(zhǔn)確地確定基樁內(nèi)部隱蔽性較強(qiáng)的缺陷，本文推導(dǎo)了基樁檢測(cè)所用圓環(huán)式徑向換能器輻射聲場(chǎng)分布以及通過(guò)數(shù)值模擬分析聲學(xué)參數(shù)與缺陷之間的更多的規(guī)律，完善檢測(cè)步驟，并指導(dǎo)實(shí)際工程檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?、傧到y(tǒng)分析聲波透射法檢測(cè)原理，提出了換能器輻射聲場(chǎng)的不足之處。
　　②基于聲源輻射理論，結(jié)合圓形平面換能器輻射聲場(chǎng)的推導(dǎo)過(guò)程，推導(dǎo)了基樁檢測(cè)所用圓環(huán)式徑向換能器輻射聲場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的聲壓分布及

3、指向性函數(shù)，分析影響指向性的因素；通過(guò)MATLAB繪制指向性函數(shù)曲線，研究這些因素對(duì)換能器指向性的影響。
　?、壑赶蛐栽綇?qiáng)，聲波能量越集中在聲測(cè)線附近，不利于檢測(cè)，提出了改善指向性策略以及確定斜測(cè)合適夾角的方法。
　　④建立二維完整樁混凝土模型，通過(guò)模擬聲速和理論聲速相比較，表明了有限元軟件COMSOL Multiphysics模擬聲波在混凝土中傳播的可靠性；通過(guò)模擬不同頻率的正弦波在混凝土中的傳播，提出換能器輻射聲場(chǎng)的指向