混凝土超声波衰减层析成像的基础项目研究

从超声波场的理论计算公式出发,以混凝土介质为主要研究对象,将计算机层析成像技术用于混凝土质量的超声波检测,使得图像可直观准确地显示出混凝土内部的缺陷及损伤状况,并将理论计算结果与实际混凝土模型观测数据等相结合,深入研究超声波场在混凝土中的分布特征及振幅衰减特性,进一步研究适用于混凝土超声波衰减层析成像的成像算法,目前的研究目标是作为混凝土超声波衰减层析成像的基础研究。     

探地雷达高频电磁波传播衰减机理与应用实例

分析了探地雷达高频电磁波在地下有耗介质传播过程中的衰减特性,将其应用于采矿损害治理及岩石地基工程勘察。实践表明,利用探地雷达高频脉冲电磁波的衰减性研究地基稳定性,方法可行,取得了良好的效果,并具有很好的推广应用价值。     

混凝土构件深浅埋钢筋模拟检测试验与偏移分析

应用地质雷达进行混凝土构件缺陷检测时,浅埋钢筋会对层下钢筋及目标物的探测造成干扰,对其原因进行分析并采取有效的手段去除干扰具有重要意义。通过理论计算设计了检测试验方案,在沙槽中埋设不同埋深钢筋模拟混凝土中钢筋的检测,运用多种偏移手段对检测信号进行处理。结果表明:浅层钢筋对深层钢筋检测的干扰,与地质雷达探测区域覆盖的浅层钢筋的长度有关;相较于绕射叠加偏移、Kirchoff偏移、F-K域偏移等方法,Tau-p域偏移能够更好地对钢筋检测信号进行偏移处理,钢筋的位置被更为准确地识别,偏移后的地质雷达三维图像变得平坦、干净。结合工程实例,对地质雷达数据进行了偏移分析,取得了良好的效果。     

均质土坝内病害探地雷达探测研究

从波动方程出发,研究了探地雷达电磁波在导电介质中的传播特征。按照均质土坝设计规范,对试验坝土料进行了物理试验,确定了土料的含水率及压实度。制作了均质土坝物理模型,设置了不同病害以进行对比分析。对试验坝病害进行了物理模型探测试验,通过Radan7软件处理生成了不同病害模型的不同深度切片图及三维坐标图像。对比分析不同病害下的雷达探测图像,研究了其图像特性,据此建立的雷达探测数据及病害图谱特性分析方法,有利于均质坝GPR解译和工程实践。     

混凝土密实度的雷达检测方法

混凝土的密实度是混凝土耐久性及抗渗性的一个重要指标.由于探地雷达检测具有无损、检测速度快、扫描面积大、效率高等优点,故作者尝试用探地雷达对混凝土的密实度进行检测.针对三种不同外观质量的混凝土路面,对其密实度进行了雷达扫描检测,发现雷达图像有明显差别.并利用渗水性检测仪,对这些路面的抗渗性作了现场测试.结果表明,两种方法的结论是一致的,这表明探地雷达对混凝土的密实度检测,是一种可行的方法.     

粘声波动方程补偿偏移

在地震勘探中决定地震分辨率的关键是获取的反射信号的有效频带宽度,而信号传播过程中由于地层吸收的作用有部分能量被衰减,特别是高频成份的衰减是反射信号频带宽度变窄的主要因素。因此,补偿能量的扩散和衰减,提高反射信号的高频能量,拓展地震记录的有效频带宽度,对提高地震分辨率具有重要意义,这是高分辨率勘探技术进一步发展所必须要解决的关键问题之一。常规的标量波动方程延拓只是考虑了地震波的几何传播规律,没考虑能量的衰减和扩散[1]。因此本文使用粘声波动方程来进行波场延拓,将偏移和能量补偿结合在一起,理论上证实了此方法可以很好地补偿能量的衰减和扩散。     

基于形态学及边缘检测的雷达图像特征提取

介绍了雷达技术在混凝土结构无损检测中的应用原理,制作了模拟空洞、裂缝、不密实缺陷的混凝土试件,得到了缺陷的雷达图像典型特征。将数字图像处理技术应用于雷达图像的后处理中,形态学腐蚀、膨胀处理后图像的主要特征得到体现,次要因素得以忽略,为雷达图像的判读、解释起到良好的区分作用。边缘检测结合腐蚀、膨胀能快速而准确地得到图像的边缘骨架曲线。研究成果为准确判读雷达图像和质量评价提供了数据支撑。     

地质雷达扫描仪在地铁暗挖隧道检测中的应用分析

介绍地质雷达扫描对隧道初期支护及二衬质量检测、雷达波速度定标、雷达波形分析的应用。结果表明,地质雷达以其非破坏性探测、效率高、分辨率可选、操作方便等优点,在隧道无损检测中广泛应用。实践证明,地质雷达方法检测隧道二衬背后注浆密实度具有独特优势,并可进行连续扫描,这是当前其他无损检测方法难以实现的。地质雷达推广应用,取得了良好的社会效益和经济效益。经过对其进行数据处理,解释了地质雷达图像数据,定性定量分析了工程施工质量,分析主要包括钢量、衬砌厚度、混凝土是否密实和混凝土空隙。     

混凝土中不同直径钢筋的雷达图像研究

介绍了雷达技术在混凝土结构无损检测中的应用原理,推导了不同直径钢筋的雷达成像的方程式,雷达图像具有双曲线形态的特征。通过数值模拟分析了不同直径钢筋、不同深度情况下的雷达图像的变化规律,制作了钢筋混凝土试件进行雷达图像的对比试验,试验结果验证了数值模拟结果的准确性。研究成果为解决混凝土中不同直径钢筋的探测提供了数据支撑。     

铁路隧底缺陷的探地雷达图像特征分析

探地雷达检测是一种分辨率较高的无损检测方法,对隧底中存在的具有明显电性差异的局部不密实、填充洞渣、厚度不足等缺陷有明显的异常反应。本文介绍了探地雷达在隧底的探测原理,在研究缺陷与周围介质间介电差异的基础上,从波形特征、波幅及相位变化等方面对各缺陷的典型雷达图像特征进行分析,总结了隧底各缺陷在雷达图像上的信号特征,可为隧底缺陷检测的雷达数据解译提供参考。     

雷达波检测混凝土板的试验研究

制作三块钢筋混凝土试验板,采用雷达波无损检测技术测试混凝土板的内部状态.对雷达波成像图形进行分析,得出钢筋、孔洞、异物及分层等在雷达波成像图形中的特征并做出识别,研究各种模拟情况的雷达波形特征及规律.结果表明,混凝土板中的钢筋、孔洞、木块、聚苯乙烯泡沫等的雷达波成像图形均为开口向下的反射弧,钢筋对其下部孔洞或异物的反射弧形状有较大影响.研究结果为钢筋混凝土结构内部状态的无损检测和质量评价提供了试验依据.     

Model Based Evaluation of Bridge Decks Using Ground Penetrating Radar

Abstract:   Ground penetrating radar (GPR) has become a viable technology for non-destructive condition assessment of reinforced concrete structures. Interpretation of the radar signal is typically performed through preliminary filtering techniques and interpretation is based on viewing numerous signals in the form of a scan. Although anomalies can be evident in the scanned image, quantification and interpretation of the main issue remain ambiguous. This article presents the ambiguity and common methods of interpretation based on response amplitude and travel time. An integrated medium is developed and used as a forward modeling tool to generate a realistic radar reflection of a reinforced concrete bridge deck with defects. A healthy deck reflection is obtained from a separate model and is combined with an inverse solution to quantifiably estimate unknown subsurface properties such as layer thickness and dielectric constants of subsurface materials evident in the realistic radar trace as well as. The forward modeling tool and associated model based assessment provides an objective computational alternative to the interpretation of scanned images.     

探地雷达在地下固废钢瓶探测中的应用

本文提出应用探地雷达技术来探测地下掩埋的固废钢瓶,说明了探测测线布置的原则和方法,利用雷达电磁波反射的原理对探地雷达扫描探测的图像进行了解释,指出地下中空壳体截面具有典型的"双曲线"形的图像特征.在对江油开发区的一个钢瓶探测实例分析的基础上,指出应用探地雷达的正演分析来对探测图像进行对比印证研究,可以提高探测判定的准确...     

混凝土波速受检测方法影响的研究

为建立超声波法和低应变反射波法检测所得基桩等混凝土构件波速的相互转换方法,给出了Kelvin-Voigt粘弹性介质的三维和一维纵波速度之比及其实用简化公式。结果表明,混凝土构件的超声波速与1.054倍低应变动测波速之比处于1.03～1.12,具体数值会随着混凝土龄期、弹性模量和强度等级的增加而有所减小。     

Aptitude of the near-field direct wave of ground-coupled radar antennas for the characterisation of the covercrete

This paper focuses on the influence of some physical properties of concrete on the characteristics of the transmitter–receiver direct wave of ground-coupled radar antennas. Although this particular signal is often considered as a time and geometrical reference, experimental results obtained on laboratory concrete samples highlight relationships between the characteristics of the direct wave and the degree of pore saturation and/or the resistivity of concrete. These relationships clearly demonstrate the aptitude of the direct wave for the characterisation of concrete.     

Application of contactless ultrasound toward automated inspection of concrete structures

In this paper we demonstrate the potential of contactless ultrasonic sensing for rapid and automated characterization of concrete structures. Practical generation and detection of ultrasonic surface waves are made possible using air-coupled sensors, offering the potential to overcome limitations associated with infrastructure assessment measurements. The objective is to demonstrate enhanced performance when miniature, micro-machined sensors (MEMS) and high voltage solid-state capacitance transmitters are used in a scanning configuration, suitable for automation. The employed sensors, system and testing configuration, with respect to sensor height and incident angle, are described. An optimal test configuration is defined and incorporated into a controlled scanning system. Tests with the optimized configuration were carried out on reinforced concrete elements: a pre-stressed concrete rail tie that contains rail seat damage and concrete blocks with varying levels of simulated micro-cracking damage. In both cases, obtained surface wave velocity and attenuation signal characteristics show sensitivity to concrete material damage.     

广州大沙头某工程基桩超声波检测与抽芯对比

目前在工程基桩检测中常用的混凝土超声波检测评判方法有很多种，基本都是用到声时、波幅、主频这些声学参数，多年的工程实践应用及理论证明这些方法都是行之有效的，但笔者认为如果能在评判中用能量衰减程度来反映混凝土的质量情况，将能使它们更趋完善，故提出一个新的能量衰减系数的概念，并应用在工程检测中，与抽芯结果进行对比验证。     

综合管廊燃气爆炸冲击波压力及动态响应研究

采用流固耦合算法,建立6种体积甲烷-空气混合燃气在综合管廊内发生爆炸的有限元模型,计算空气冲击波峰值压力、混凝土管廊的应力和位移时程曲线.并对各空气单元的压力峰值进行统计分析,提出相同燃气体积距燃气边缘不同距离的空气冲击波超压峰值曲线的数学解析式.对6种工况下管廊内距燃气边缘不同距离的空气冲击波超压峰值进行拟合,提出不...     

基于PZT波传播法的混凝土内部钢筋锈蚀监测方法

为有效监测钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀,提出了基于压电陶瓷(PZT)波传播法的钢筋锈蚀监测方法.首先,基于PZT波传播法对变形钢筋进行了试验研究及数值模拟,找出了应力波在无锈蚀钢筋中的传播衰减规律;然后,设计制作了18个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴PZT激励器/传感器;最后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中,对其进行PZT测试,来追踪锈蚀对应力波传播特性的影响.结果表明:钢筋锈蚀严重影响应力波的传播衰减规律,传感器接收到的信号幅值与钢筋锈蚀率之间呈二次函数的关系.     

大型地下洞室衬砌质量及背后空区的一种检测技术

陆地声纳法用于大型地下洞室的厚层钢筋混凝土衬砌的检测有如下优点:它是弹性波反射法的一种新方法,弹性波不像雷达波那样会受多层钢筋网的屏蔽;可在衬砌表面用锤击震源激发和接收极宽频的反射波,可将测线上各测点的时间曲线汇成时间剖面图像,并可通过反射波的频谱、相位、振幅及波的叠加分析等探查衬砌厚度、衬砌背后空洞、空区,尤其是可探出混凝土中因振捣不好而产生的不饱满、不密实部位。实践证明,这种方法很适合于检测厚层钢筋混凝土衬砌。