Мультиволновой ультразвуковой контроль бетона
Another Title
Multi-Wave Ultrasonic Control of Concrete
Bibliographic entry
Снежков, Д. Ю., Леонович С. Н. Мультиволновой ультразвуковой контроль бетона = Multi-Wave Ultrasonic Control of Concrete / Д. Ю. Снежков, С. Н. Леонович // Наука и техника. – 2017. – № 4. - С. 289-297.
Abstract
Существующая система неразрушающего контроля бетона конструкций фактически ориентирована на использование продольных акустических волн. Это обусловлено простотой технической реализации измерений скорости (времени) прохождения акустического импульса в бетонном массиве. Но оборотной стороной простой методики измерений является потеря дополнительной информации о бетоне, которая содержится в принятом акустическом сигнале. Поэтому применение ультразвукового метода контроля бетона ограничивается оценкой его прочности. Совместное использование нескольких типов волн – так называемый мультиволновой контроль – позволяет улучшить метрологические показатели ультразвукового метода и получить больше информации при определении физико-механических свойств бетона в лабораторных и натурных условиях. В статье рассматривается испытание бетона протяженных элементов и конструкций ультразвуковым импульсным методом на основе использования продольных подповерхностных волн и волн Релея. Для типовых акустических преобразователей со значительным временем реверберации и не обладающих пространственной селективностью предлагается методика временной селекции волновых составляющих по амплитудному признаку. Основа методики – визуальное (по осциллограмме принятого сигнала) определение характеристических моментов времени, по которым рассчитывается дифференциальное значение скорости распространения импульса волны Релея. Представлены результаты моделирования процесса распространения акустического импульса на базе 0,15 м и данные ультразвуковых натурных испытаний бетона на измерительных базах от 0,25 до 1,75 м. Преимущество использования большой базы прозвучивания – возможность выполнения сплошного контроля поверхности крупноразмерных элементов и конструкций, а не выборочного в отдельных зонах контроля, как это предусмотрено действующими нормативами. Чувствительность параметров волны Релея к приповерхностным дефектам бетона позволит оперативно выявлять участки трещиноватости железобетонной конструкции. Локализация энергии поверхностной волны в слое толщиной λ/2–λ при соответствующем выборе частоты колебаний даст возможность не учитывать присутствие арматуры. Кроме этого, большая база измерений позволяет снизить влияние структурной неоднородности бетона на статистическую устойчивость оценки скорости импульса, что в перспективе открывает возможность регистрировать проявление эффекта акустической упругости бетона конструкций в натурных условиях.
Abstract in another language
The existing non-destructive testing system of structure concrete is actually orientated on the usage of longitudinal acoustical waves. This is due to simplicity of technical realization for measuring velocity (time) of acoustical pulse propagation in bulk concrete. But a reverse side of simple measuring procedure is a loss of additional information on concrete which is contained in the accepted acoustical signal. Therefore usage of an ultrasonic concrete testing method is limited by assessment of its strength. Joint usage of several wave types, so-called multi-wave testing, allows to refine metrology parameters of the ultrasonic method and to gain more information while determining physical and mechanical properties of concrete in laboratory and in situ conditions. The paper considers testing of elongated concrete elements and structures by an ultrasonic pulsing method on the basis of longitudinal subsurface and Rayleigh waves. It has been proposed to use methodology for time selection of wave components according to amplitude parameter and it has been applied for standard acoustical transformers with considerable reverberation time and not possessing spatial selectivity Basic principle of the proposed methodology is visual (according to oscillogram of the received signal) determination of characteristic time moments which are used for calculation of differential value of a propagation velocity in the Rayleigh wave impulse. The paper presents results pertaining to simulation of acoustical pulse propagation on the basis of 0.15 m and data of concrete ultrasonic in situ testing on measuring bases from 0.25 to 1.75 m. Advantage of large baseline for sonic test is a possibility for execution of a hundred percent inspection for surface of large-sized elements and structures, and so there is no need to make a selective inspection in some control areas as it is stipulated by provided by existing regulations. Responsivity of the Rayleigh wave parameters to near surface concrete defects permits quickly and efficiently to detect crack areas in a reinforced structure. Energy localization of a surface wave in a layer having width λ/2–λ provides a possibility to ignore reinforcement availability under appropriate selection of oscillation frequency. In addition to this, large measuring baseline makes it possible to lower effect of concrete structural inhomogeneity on statistical stability for pulse velocity assessment that ultimately reveals a possibility to register an appearance of concrete acoustical elasticity effect under in situ conditions.
View/
Collections
- №4[11]