基于導波法的鋼管混凝土構(gòu)件缺陷檢測影響因素研究.pdf

1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)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(guān)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(gòu)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(gòu)件及結(jié)構(gòu)的整體受力性能。因此，如何快速地發(fā)現(xiàn)鋼管混凝土構(gòu)件的缺陷并判斷缺陷的位置和大小是缺陷檢測的關(guān)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(guān)注。為此，本文通過分析導波在鋼管混凝土構(gòu)件中的傳播特性，對鋼管混凝土構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件整體分析進行簡化。并在彈性范圍內(nèi)推導了鋼管混凝土構(gòu)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(gòu)件截

3、面面積A和構(gòu)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(jié)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(chǔ)。
　　對鋼管混凝土構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(guān)系。
　　進行介質(zhì)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(zhì)多相性對導波傳播的影響；在鋼管混凝土構(gòu)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