【摘要】：混凝土是現(xiàn)代工程建筑中最重要的結(jié)構(gòu)材料之一�；炷两Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量會(huì)直接影響整個(gè)建筑的安全性和耐久性。因而對(duì)混凝土建筑物的質(zhì)量評(píng)估顯得相當(dāng)重要。本文通過研究超聲波在混凝土內(nèi)的傳播機(jī)理和特點(diǎn)以及混凝土缺陷檢測(cè)方法,以混凝土內(nèi)部由于木棒、夾泥、雜物或石子架空等導(dǎo)致的空洞與不密實(shí)缺陷為主要研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了一種基于超聲波的混凝土缺陷檢測(cè)系統(tǒng),為超聲波在混凝土建筑中缺陷檢測(cè)的研究和應(yīng)用提供一種有效的輔助手段。首先,本文利用超聲無損檢測(cè)技術(shù),從聲學(xué)基礎(chǔ)和理論出發(fā),分析并總結(jié)了超聲波在混凝土介質(zhì)中的傳播特性,進(jìn)而分析混凝土中存在缺陷對(duì)聲時(shí)、聲速、幅值和頻率等主要超聲波聲學(xué)檢測(cè)參數(shù)的影響。先是通過簡(jiǎn)化的混凝土與內(nèi)部缺陷模型,分析混凝土內(nèi)部存在缺陷對(duì)超聲波到達(dá)時(shí)間和傳播速度的影響。再從聲波散射角度,借助MATLAB對(duì)自由圓球散射聲場(chǎng)進(jìn)行仿真與對(duì)比分析,從而研究混凝土空洞缺陷對(duì)幅值、聲時(shí)和聲速的影響。然后,以此為理論依據(jù)展開工作,綜合微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)等設(shè)計(jì)了一套基于超聲波的混凝土缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。整體系統(tǒng)分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。硬件部分主要包括超聲波驅(qū)動(dòng)電路、超聲波接收信號(hào)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集電路。選用高性能ARM處理器S5P4418作為主控制器,整體硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)。在搭建的Linux平臺(tái)實(shí)現(xiàn)整體軟件系統(tǒng)功能設(shè)計(jì),主要涉及數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸以及QT上位機(jī)界面的開發(fā)。在開發(fā)的QT上位機(jī)界面中,實(shí)現(xiàn)超聲波在混凝土中的主要聲學(xué)參數(shù)檢測(cè)、波形顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。最后進(jìn)行系統(tǒng)整體硬件和軟件調(diào)試,在對(duì)系統(tǒng)聲時(shí)校驗(yàn)后,利用對(duì)測(cè)法完成了混凝土缺陷試塊檢測(cè)實(shí)驗(yàn),通過數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析判定出缺陷異常點(diǎn),從而驗(yàn)證了整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。
【圖文】：

混凝土因其耐久性好，強(qiáng)度高，可塑性強(qiáng)并且成本低廉，原材料豐富而被廣泛應(yīng)用在各逡逑種建筑物中。實(shí)際生活中不論是民用住房還是基|帕憾夾枰褂么罅康幕炷斂牧�，辶x先縵巒跡保彼荊殖〗街炷粱×�。而混凝蛢舍构建筑掉[柿坎喚鍪茉牧系撓板義舷歟故芟殖∈┕び跋歟炷琳庖桓春喜牧媳舊砭痛嬖諦磯嗖蝗范ㄒ蛩�，染J僖蛭義鮮┕げ僮韃還娣�，管理验蕩ろw鲆怕�，径d苡鋅贍艽嬖詘踩嘉侍�。蛹喗z杉�，若混辶x夏兩峁鼓誆看嬖謚柿課侍�，则整更xㄖこ痰陌踩雜肽途瞇暈薹ǖ玫獎(jiǎng)Ｕ�，更有甚辶x險(xiǎn)擼壞┏魷紙ㄖ鍰鹿試蚧嶂苯油駁餃死嗟納踩�。因此，相当有必要对新辶x暇苫炷兩ㄖ锝兄柿科攔籃圖觳�，保证建筑工程的安全和可靠性。辶x蟇逡逑圖丨－１澆筑混凝土基礎(chǔ)梁邐圖１－２現(xiàn)場(chǎng)承重柱檢測(cè)逡逑一般地，對(duì)于混凝土建筑物的評(píng)估與驗(yàn)收，主要是對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土建筑進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。逡逑Ｉｆｌｊ混凝土建筑的質(zhì)量評(píng)估主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度和缺陷這兩項(xiàng)指標(biāo)開展檢測(cè)，如逡逑圖１－２所示為現(xiàn)場(chǎng)承重柱質(zhì)量檢測(cè)�；炷寥毕菔侵钙茐幕炷恋倪B續(xù)性和完整性

混凝土缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)目標(biāo)與方法，為整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供理論支撐。逡逑聲波的基本特性逡逑．１聲波的種類和形式逡逑振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程即是波動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)因振動(dòng)而產(chǎn)生能量傳遞造成相鄰質(zhì)點(diǎn)跟隨逡逑振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)能量的相互傳遞。人們通常根據(jù)超聲波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，，逡逑超聲波劃分為縱波、橫波、表面波和板波等波型［１４］。逡逑（１）縱波逡逑縱波是由于聲波傳輸介質(zhì)受到拉力和壓力的交替作用，產(chǎn)生相應(yīng)的交替伸縮變形，逡逑質(zhì)點(diǎn)以疏密相間的形式橫向振動(dòng)。如圖２－１所示，質(zhì)點(diǎn)沿橫軸方向振動(dòng)，聲波的傳播逡逑向也是沿橫軸，兩者是運(yùn)動(dòng)方向相同。任意彈性介質(zhì)隨著自身容積的變化都會(huì)引起彈逡逑力的出現(xiàn)，在拉力和壓力交替作用下為縱波的傳播創(chuàng)造了條件。因此，縱波可以在固逡逑，液體和氣體媒介屮傳播Ｗ１。－般在超聲波檢測(cè)混凝土?xí)r都是利用縱波進(jìn)行理論分析。逡逑？Ｍ邐？邐？邐？S脇rＭ邐S緬�？逦？S緬蝲rＭ邐？邐？邐？邐？逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU755.7;TP274.53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675844