本文關(guān)鍵詞：超聲導(dǎo)波在鋼筋銹蝕監(jiān)測中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 超聲導(dǎo)波 鋼筋銹蝕 超聲監(jiān)測 掃描電鏡

【摘要】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前土木工程領(lǐng)域重要的結(jié)構(gòu)形式,廣泛應(yīng)用于房屋、水利、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施中。然而,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)往往處于惡劣的環(huán)境中,耐久性成為影響結(jié)構(gòu)使用壽命的重要因素。因此,鋼筋銹蝕監(jiān)測成為近些年來土木工程健康監(jiān)測領(lǐng)域的研究熱點。如今,研究人員已經(jīng)開發(fā)出許多鋼筋銹蝕監(jiān)測方法,但這些方法通常存在滯后性、不準(zhǔn)確、靈敏度低等缺陷。超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)是一種動態(tài)的無損檢測技術(shù),因此可以對鋼筋銹蝕情況進(jìn)行實時、在線、連續(xù)地監(jiān)測,可用來判斷鋼筋銹蝕發(fā)展的不同階段,實現(xiàn)真正意義的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。本論文詳細(xì)研究了超聲導(dǎo)波監(jiān)測鋼筋銹蝕損傷的有關(guān)技術(shù),具體研究內(nèi)容有以下幾個方面:(1)根據(jù)超聲導(dǎo)波監(jiān)測技術(shù)的要求,設(shè)計制備了適合超聲導(dǎo)波監(jiān)測鋼筋銹蝕的壓電陶瓷傳感器。研究超聲導(dǎo)波在鋼筋內(nèi)的傳播規(guī)律,特別是混凝土包裹長度以及超聲導(dǎo)波頻率對鋼筋中超聲導(dǎo)波能量損失的影響。研究結(jié)果表明:同一混凝土包裹長度,測得隨著頻率增加,超聲導(dǎo)波的幅值有明顯減小趨勢。同一激勵頻率,不同混凝土包裹長度下,隨著混凝土包裹長度的增加,超聲導(dǎo)波幅值衰減增強。(2)利用超聲導(dǎo)波監(jiān)測鋼筋銹蝕的不同階段,并通過超聲導(dǎo)波信號的幅值變化判斷鋼筋銹蝕程度。研究結(jié)果表明:超聲導(dǎo)波信號的幅值變化趨勢分為下降和上升兩個階段。在超聲導(dǎo)波幅值的下降階段,鋼筋銹蝕產(chǎn)物填充鋼筋與混凝土界面區(qū)域。當(dāng)超聲導(dǎo)波幅值到達(dá)最小值時,混凝土內(nèi)開始出現(xiàn)裂縫。超聲導(dǎo)波幅值的上升階段是裂縫在混凝土內(nèi)的開展階段,直到裂縫延伸到混凝土試件表面,超聲導(dǎo)波幅值趨于穩(wěn)定。(3)采用小波包信號處理方法對鋼筋銹蝕不同階段的掃頻信號進(jìn)行小波包能量值計算。通過小波包信號處理方法分析超聲導(dǎo)波掃頻信號的總能量以及各頻帶能量分布的變化情況。隨著鋼筋不斷銹蝕,超聲導(dǎo)波信號的總能量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。并且超聲導(dǎo)波信號的能量在各頻帶上分布越來越分散,造成接收信號的能量譜發(fā)生改變。(4)利用掃描電子顯微鏡對不同銹蝕階段鋼筋與混凝土交界處銹蝕層的形貌進(jìn)行觀察可知:鋼筋未發(fā)生銹蝕時,鋼筋與混凝土的界面處為疏松、孔隙率較大的薄弱區(qū)域。鋼筋銹蝕但混凝土未出現(xiàn)裂縫時,銹蝕產(chǎn)物填充鋼筋與混凝土的界面,使界面區(qū)域更密實�；炷脸霈F(xiàn)裂縫時的銹蝕層厚度明顯大于混凝土未出現(xiàn)裂縫時的銹蝕層厚度。通過本文研究結(jié)果表明,超聲導(dǎo)波能夠?qū)崟r、在線的監(jiān)測結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋銹蝕的不同階段,從而及時有效的反映鋼筋銹蝕損傷程度。
【關(guān)鍵詞】：超聲導(dǎo)波 鋼筋銹蝕 超聲監(jiān)測 掃描電鏡
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU375
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 課題的研究背景與意義12-13
• 1.2 鋼筋銹蝕監(jiān)測現(xiàn)狀13-16
• 1.3 超聲導(dǎo)波的國內(nèi)外研究概況16-20
• 1.3.1 國外研究概況17-18
• 1.3.2 國內(nèi)研究概況18-20
• 1.4 本文課題來源及研究內(nèi)容20-22
• 第二章 超聲導(dǎo)波監(jiān)測理論研究22-34
• 2.1 超聲導(dǎo)波的基本概念22-24
• 2.1.1 相速度和群速度22-24
• 2.1.2 頻散24
• 2.2 實心圓柱體中的導(dǎo)波24-31
• 2.2.1 超聲波在無限長桿中的傳播25-26
• 2.2.2 超聲導(dǎo)波在實心圓柱桿中的縱向模態(tài)26-29
• 2.2.3 超聲導(dǎo)波在實心圓柱桿中的扭轉(zhuǎn)模態(tài)29-30
• 2.2.4 超聲導(dǎo)波在實心圓柱桿中的彎曲模態(tài)30-31
• 2.3 鋼筋頻散曲線31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第三章 超聲導(dǎo)波在鋼筋中的傳播34-46
• 3.1 超聲導(dǎo)波換能器34-37
• 3.1.1 超聲導(dǎo)波換能器的工作原理34-35
• 3.1.2 壓電陶瓷傳感器的制備35-37
• 3.2 超聲導(dǎo)波的激勵及接收37-39
• 3.2.1 超聲導(dǎo)波激勵信號37-39
• 3.2.2 超聲導(dǎo)波接收39
• 3.3 鋼筋中導(dǎo)波的試驗研究39-44
• 3.3.1 鋼筋與傳感器連接40
• 3.3.2 鋼筋包裹前后超聲導(dǎo)波的能量損失規(guī)律40-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 超聲導(dǎo)波監(jiān)測鋼筋銹蝕46-62
• 4.1 試件的制作46-47
• 4.1.1 材料參數(shù)46
• 4.1.2 澆筑試件46-47
• 4.1.3 試塊的養(yǎng)護(hù)47
• 4.2 鋼筋銹蝕監(jiān)測試驗設(shè)計47-49
• 4.2.1 混凝土試件外加電流加速銹蝕方法47-48
• 4.2.2 監(jiān)測銹蝕試驗設(shè)計48-49
• 4.3 試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理49-60
• 4.3.1 小波分析用于信號降噪處理49-50
• 4.3.2 監(jiān)測結(jié)果的時域信號分析50-54
• 4.3.3 基于小波包能量的時域信號分析54-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 第五章 基于掃描電子顯微鏡的微觀機理分析62-72
• 5.1 試件的制備62-63
• 5.2 銹蝕產(chǎn)物分布及形貌分析63-65
• 5.2.1 未銹蝕時鋼筋與混凝土界面的過渡區(qū)64
• 5.2.2 鋼筋銹蝕時混凝土未出現(xiàn)裂縫64-65
• 5.2.3 鋼筋銹蝕時混凝土出現(xiàn)裂縫65
• 5.3 銹蝕產(chǎn)物成分分析65-68
• 5.3.1 未銹蝕時鋼筋與混凝土界面的過渡區(qū)66-67
• 5.3.2 混凝土開裂前的銹蝕層67
• 5.3.3 銹蝕開裂后的銹蝕層67-68
• 5.4 鋼筋銹蝕層厚度68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李幸鈺;李冬生;;鋼筋混凝土腐蝕損傷超聲導(dǎo)波信號小波分析及評價[J];預(yù)應(yīng)力技術(shù);2014年02期

2 任智敏;李義;;基于聲波測試的錨桿錨固質(zhì)量檢測信號分析與評價系統(tǒng)實現(xiàn)[J];煤炭學(xué)報;2011年S1期

3 何文;王成;寧建國;唐永剛;;端錨錨桿工作載荷的導(dǎo)波確定法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2009年09期

4 周正干;馮占英;高翌飛;朱媈;;超聲導(dǎo)波在大型薄鋁板缺陷檢測中的應(yīng)用[J];航空學(xué)報;2008年04期

5 周正干;馮海偉;;超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)的研究進(jìn)展[J];無損檢測;2006年02期

6 何存富,劉增華,孫雅欣,王秀彥,吳斌;基于超聲導(dǎo)波技術(shù)對彎管中缺陷檢測的實驗研究[J];中國機械工程;2005年18期

7 程載斌,王志華,張立軍,馬宏偉;管道超聲縱向?qū)Р鸭y檢測數(shù)值模擬[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2004年04期

8 何存富,李隆濤,吳斌;超聲導(dǎo)波在管道中傳播的數(shù)值模擬[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2004年02期

9 何存富,于海群,吳斌;管道超聲導(dǎo)波檢測專用探頭的研制[J];實驗力學(xué);2003年04期

10 他得安,劉鎮(zhèn)清,賀鵬飛;復(fù)合管狀結(jié)構(gòu)中超聲導(dǎo)波的位移分布[J];復(fù)合材料學(xué)報;2003年06期

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本文編號：1098048