在本文中,我们将简要介绍和讨论Impact-Echo(即)方法检测混凝土结构。的方法已经被证明是非常有用的在评估混凝土元素从一边的厚度(如隧道衬砌、涵洞墙、桥台),确定地下的深度和位置的缺陷(如裂纹、孔洞、蜂窝、脱胶)在混凝土内,和估算数种裂缝的深度。测试方法在1998年首次改编作为标准测试程序由美国材料试验学会(ASTM C 1383)“标准试验方法测量纵波速度和混凝土板的厚度使用Impact-Echo方法。”
影响回波
影响回波是一种无损检测(NDT)方法用于结构完整性测试混凝土和砌体结构。该方法首先开发定位缺陷和孔隙弹性板混凝土结构(如桥甲板、挡土墙和板)。Impact-echo测试基本上一代的基础上工作压力波通过短期机械影响混凝土表面的元素。其次是机械的影响,应力波的反射和折射从内部接口(混凝土裂缝、concrete-air concrete-rebar)或外部边界(回声)记录通过适当的传感器(如压电加速度计或检波器)。分析了反射图在时域或频域。
测试方法首先是在1998年由美国材料试验学会标准测试程序(ASTM C 1383)”标准测试方法来测量纵波速度和厚度的混凝土板使用Impact-Echo方法。”
impact-echo方法可以利用厚度评价,次表层缺陷的定位,裂纹深度估计在各种类型的具体的元素如:
- 遗产/新建筑(挡土墙,砌体墙、楼板、柱、梁),
- 桥梁和涵洞(桥面、桥台、桥墩、涵洞墙),
- 美女(保墙、坝顶、溢洪道闸),
- 隧道(隧道衬砌段)
- 海上结构物(海堤)。
如何在混凝土应力波传播?
当短期影响是应用于混凝土表面,应用扰动(压力)传播通过成员。的波传播是通过传播的波的三个主要类型:初级(压缩)波或纵波,二级(剪切)波或s波和瑞利波或R-waves(表面)。而P -和S -波进入混凝土沿球面波领域扩张,R-waves旅行远离点沿着“近地表”的影响。混凝土内P -和S -波传播元素,他们反映在内部缺陷或外部界限。impact-echo测试通常是调查反映了纵波,因为p -波会导致更大的位移相比,位移由于其他电波形式(例如s波)。
如何确定p波速度?
的纵波速度(VP)可以确定短期机械的影响在一个特定的距离(150毫米和5毫米直径撞击器)从两个传感器线性定位在一个已知的距离分开(~ 300毫米)在混凝土的表面。然后纵波速度可以计算通过两个传感器之间的距离除以相对生成p波的到达时间。
影响回波是如何工作的呢?
Impact-Echo测试的概念图中插图的打击。一个Impact-Echo测试系统主要由三个主要组件:一个撞击器,一个传感器和一个数据记录系统。源是一个小钢球的影响大小不同的能力产生不同的短期影响。进行一个测试,一个脉冲是由撞击器应用在一个单一的点混凝土表面的元素。由此产生的压力波(纵波、横波和非线性波)传播到混凝土中四面八方;和旅游之间来回测试位置和所有现有的边界和接口。这些反射的到来引起位移混凝土表面的元素。
由于纵波传播速度和幅度高,表面位移引起的反射波的到来是由p波引起的位移到达。随后的位移与纵波测量使用敏感传感器附近点的影响。传感器测量位移转换成模拟信号的振幅与时间,称为“波形”。波形记录的数据记录系统,然后进行数据分析的时域或频域。
相关的频率产生的振幅谱的峰值是由于主导频率的波形,用于计算混凝土构件的厚度和/或内部缺陷(如裂纹、空隙、分层等)。知道纵波速度(VP)在混凝土元素,赫兹的峰值频率(f), (T)反射界面的距离(具体的背面和/或缺陷)可以计算:
冲击回波方法的应用程序
Impact-Echo是一个非常实用的测试解决方案,广泛的应用于混凝土结构的条件评估。测试可以用来:
1。估计厚度的混凝土元素
影响回波广泛应用由工程师评估混凝土的厚度元素。这是特别重要的在混凝土元素与单面访问(单边访问),如:
- 隧道衬里:厚度测量在隧道内部的质量控制过程是至关重要的。它也是一个重要的参数结构评价的目的。
- 树干下水道:在树干下水道,即可以帮助工程师估计现有衬里的厚度。这变得极具挑战性,因为侵入性的方法,包括热与核心钻井不是一个安全的和具有成本效益的解决方案。此外,总有取心的风险与高水力静压在浅的部分。
- 具体的坦克:测试混凝土坦克用于工业化学过程通常是具有挑战性的。维修经理这样的设施往往很短的停机时间窗口,和权限进入坦克并不总是实用(除非在必要的维护周期)。即可以从外部面厚度测量和质量评估。
2。定位地下缺陷
即可以用来评估某些缺陷具体元素。即可以确定以下缺陷:
- 分层:IE方法可用于探测地下进步的缺陷,如分层由于腐蚀钢筋混凝土桥甲板、停车场板、混凝土坦克。
- 蜂窝:即是一个很好的工具在质量控制和质量保证的新建筑。即可以用来定位在混凝土蜂窝。
- 缺陷/空间/脱胶:即可以利用不同的结构成员为了确定内部缺陷的位置和深度(如缺陷和空洞)和脱胶平原,钢筋,和后张混凝土结构,包括:
- 板(板,人行道,墙壁,甲板),
- 层板(混凝土和沥青覆盖),
- 列和梁(圆的、方的、矩形和许多我和T截面),和
- 空心圆柱体(管道、隧道、矿井衬垫、坦克)。
3所示。估计裂纹深度
IE方法也可以用来估计的深度(D),直,倾斜或弯曲,数种裂缝混凝土元素。在这种情况下,冲击回波方法基于两个变送器。由撞击器沿最短移动轨迹生成的p波撞击器和传感器之间。然后使用数学公式估算数种裂纹的深度。
实际考虑
与其他无损检测方法,即对于某些字段条件带来了现实的挑战。Impact-Echo方法时应考虑下列因素是混凝土构件的状态评估:
- 影响接触时间:钢球的直径越小,接触时间越短,因此,更高的频率范围。一般来说,高频率范围组件与纵波传播在较浅的深度。因此,小直径的钢球更适合生成具体的扫描所需的频率成分在较浅的深度。
- 传感器点距离的影响:距离点对传感器的影响应该从20%到50%的深度最浅的反射界面来衡量。如果接收机从撞击点太远,波形将包括反射横波的效果除了反射纵波。
- 新浇混凝土测试:有一些问题在新浇混凝土Impact-Echo测试结果的准确性。然而,impact-echo方法已成功用于现有的结构。
- Sourounding环境的影响:应特别注意周围的环境。如果基岩或底层板的刚度非常接近混凝土的主要元素,方法的准确性会受到影响。
- 混凝土与沥青覆盖测试甲板:使用Impact-Echo分层的方法检测混凝土桥面沥青覆盖是高度限制在低的温度下,当沥青的刚度显著高。
- 剥落的边界地区:剥落的边界区域的检测需要使用更细网格测试。
- 粗糙的混凝土表面:impact-echo测试不能进行开放变形砾石表面粗糙等混凝土。在这种情况下,测试应该擦下混凝土表面光滑的磨床。
- 大桥上:地下映射使用impact-echo大桥为覆盖技术是更复杂的。甲板上的测试方法不能评估条件覆盖的区域边界点。
- 边界效应:几何和边界效应,尤其是对结构元素(如梁、墩,墩帽,可能影响impact-echo测试结果的准确性。
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