超声波在混凝土早期损伤识别的应用分析

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翻新时间：2022-10-27

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超声波在混凝土早期损伤识别的应用分析

摘要：文章简要介绍了超声波法在混凝土早期损伤识别中的应用技术，简要设计了一个检测试验方案，介绍了试验所需仪器设备，以及检测试验的具体方法和要点。

关键词：超声波；早期混凝土损伤；无损检测

引言：在混凝土工程中，主要以抗压强度来评定混凝土的质量，目前大多数国家都是以标准试验方法来获得混凝土的强度，即检测经过标准养护、龄期为28天的混凝土试块的抗压强度。但随着建筑工业与结构设计理论的发展，原来的需时28天才能获得结果的试验方法，已经逐渐不满满足快速施工及控制混凝土质量的要求。因此，本文将探讨超声波法对于混凝土早期损伤的检测技术，通过超声波相关声学参数的变化来反映混凝土的损伤情况。

一、超声波检测混凝土早期损伤试验方案设计

先按一定级配制作混凝土试块，按依次递增压力的加载水平加载，使混凝土试件出现内部损伤，并通过超声试验来测量试件在不同加载水平的有关数据，最后通过相关的分析和处理后得出波形等数据的特征。

二、超声波检测混凝土早期损伤试验的实施 2、试验前的准备。（1）试件制作。试验采用水泥、粗集料、细集料和自来水拌制混凝土，混凝土设计强度为C25，制作4块尺寸为150mm×150mm×150mm的试件。取出混凝土试块，将其表面残余水分、碎屑等擦干净，并对试件进行编号。（2）加载方式的确定。由于实际工程各构件中的尺寸比混凝土试块尺寸大得多，为更好地取得模拟效果，并尽可能地减小超声波在混凝土试件中发生的偏角，降低探头的超声声能衰减，在试验时仅检测试块的中点，这样还可防止信号偏移，避免检测时产生波形畸变现象。根据混凝土结构的检测的相关规定，按估算破坏荷载的1/15—1/10分级对试块进行加载。每次加载后沿与加载垂直的两个方向进行超声测试，将相应的波形数据记录下来。 4、试验数据分析及处理。超声波探测仪的波形数据存储的格式为*.RWV格式，文件包含有文件头和文件体两个部分，前者主要有分频次数、采样长度、显示延时、零声时、放大倍数等一些有用的参数，可从后者读取波形样本点，采样点的个数即为采样长度，每个采样点为一个十进制数，代表波形中的一个采样点的幅度，对应一个声时值，采样周期就是相邻采样点的声时差。

将在检测过程中得到的.RWV文件取文件体部分，用MATLAB内部函数fopen和fscanf将文件体的时域数据读到一个MATLAB变量中，可用MATLAB相应命令得到信号的时域波形图；调用MATLAB中的FFT函数，得到试块在各加载条件下的频谱图。最后根据波形数据来分析混凝土的损伤情况。

结束语：对早期混凝土进行超声检测，可通过得出的声波的波速、能量、频率等的变化来对混凝土材料早期结构变化的动态监测，有助于及早发现混凝土结构的早期损伤和缺陷，并及时采取相应的加固措施，确保混凝土结构的安全。

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参考文献： [2]林维正.土木工程质量无损检测技术[M].北京:中国电力出版社,2008.