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超声波透射法检测大直径灌注桩的应用与研究
作 者: 韩卫东
导 师: 米海珍
学 校: 兰州理工大学
专 业: 岩土工程
关键词: 大直径灌注桩 超声波透射法 声学参数 完整性检测
分类号: U443.15
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 55次
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内容摘要
本文以平潭海峡大桥工程中混凝土灌注桩检测项目为背景,首先从超声波透射法检测混凝土灌注桩的发展史及基本原理出发,介绍声波在固体介质中的传播规律、试验用的检测仪器、声波检测桩的几种判别方法等内容,根据工程中试验数据,对在不同管距下的波速和波幅进行统计、分析,找出其变化规律,并以管距与波速的关系拟合得出回归关系式,将此式与南京水利科学院通过室内试验获得的研究成果进行对比,其结果与南京水利科学研究院室内实验结果有差别,但曲线的趋势一样,说明在实际工程中对波速的检测结果应修正。其次,在对波幅的研究过程中,本文依据试验初步得到回归分析方程为,且找出了波幅随测距变化的规律:波幅的变化幅度较小,在测试距离内,中间段斜率变化较小,而两端斜率变化较大。并且对波幅进行了修正,得到了波幅修正系数的回归方程,声波能量在测距较小时变化较快,测距增大的中间段变化较慢,随着测距进一步增大而又加快。最后,运用ZBL-U520非金属超声检测仪对平潭海峡大桥钻孔灌注桩基础进行了现场检测,通过声时、声幅、声速、波形等判据。分析了大桥部分典型桩基实测曲线(完整桩、夹层桩、低强度桩、断桩),判断其缺陷位置并进行桩基完整性评价。检测结果表明:声波透射法能够准确的判别长桩的多处缺陷,采用超声波透射法来检测桩身混凝土质量更为可靠。
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全文目录
摘要 8-9 Abstract 9-10 第1章 绪论 10-14 1.1 概述 10-11 1.2 超声波检测发展史 11-12 1.2.1 超声波检测技术的国内研究现状 11-12 1.2.2 超声波检测技术的国外研究现状 12 1.3 本文主要研究内容 12-13 1.4 研究的目的、意义 13-14 第2章 超声波检测混凝土桩的基本原理 14-25 2.1 超声波的声学概念 14-16 2.1.1 声波分类 14-15 2.1.2 波形及其参数 15 2.1.3 声波在弹性固体介质中的传波速度 15-16 2.2 声波在介质面上传播的规律 16-18 2.2.1 反射与折射 16-18 2.3 超声波检测缺陷的基本理论 18-21 2.3.1 声波在介质中传播时的衰减 18-19 2.3.2 声学参数与混凝土质量的关系 19-21 2.3.2.1 声速与混凝土质量之间的关系 19-20 2.3.2.2 波幅与混凝土质量之间的关系 20 2.3.2.3 频率与混凝土质量之间的关系 20 2.3.2.4 波形与混凝土质量之间的关系 20-21 2.4 混凝土超声波检测设备 21-22 2.4.1 声波换能器 21 2.4.2 混凝土声波仪 21-22 2.4.2.1 ZBL-U520 非金属声测仪组成与技术参数 21-22 2.5 声测管 22-23 2.5.1 声测管的埋设及要求 22-23 2.5.2 声测管埋设的数量与具体布置要求 23 2.6 现场测试技术 23-24 2.7 超声波波速判断混凝土强度 24 2.8 本章小结 24-25 第3章 超声波检测混凝土桩身质量判据研究 25-34 3.1 超声波检测桩身质量的判别方法 25-30 3.1.1 用声速判断缺陷的概率法判据 25-26 3.1.2 PSD 判据(斜率法判据) 26-29 3.1.2.1 PSD 法判据 27 3.1.2.2 桩身混凝土缺陷特点与PSD 的关系 27-29 3.1.3 波幅判断 29 3.1.4 主频判据 29-30 3.1.5 实测波形 30 3.2 桩身混凝土缺陷的综合判定 30 3.3 常见缺陷性质与声学参数的关系 30-31 3.4 声测管的斜管的测距修正 31-33 3.4.1 斜管的基本问题 31-32 3.4.2 管距修正的一般方法 32 3.4.3 管斜修正的实例 32-33 3.5 本章小结 33-34 第4章 平潭海峡大桥工程应用实例 34-51 4.1 概述 34-35 4.2 工程地质概况 35-36 4.3 桩基础设计技术指标 36-39 4.4 桩身混凝土声学参数测试数据分析 39-45 4.4.1 桩基检测的基本情况 40 4.4.2 波速、波幅与声测管距离关系分析 40-45 4.4.2.1 测试数据的计算方法 40-41 4.4.2.2 数据的整理 41-42 4.4.2.3 数据回归分析 42-45 4.5 桩基检测工作简况 45-46 4.6 大桥桩基检测结果实例分析 46-49 4.6.1 完整桩实例 46-47 4.6.2 夹层桩实例 47-48 4.6.3 低强度桩实例 48 4.6.4 断桩实例 48-49 4.7 本章小结 49-51 第5章 结论 51-53 5.1 主要结论 51-52 5.2 展望 52-53 参考文献 53-57 致谢 57-58 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 58
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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁构造 > 桥基 > 桩基
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