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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
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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。

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

超声波透射法检测大直径灌注桩的应用与研究

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