钢壳沉管混凝土脱空缺陷检测方法试验研究

广东省某大型跨海通道隧道段采用钢壳沉管,为寻求快速可靠的钢壳沉管混凝土脱空缺陷检测技术,分别在实验室和现场制作沉管模型,采用声波CT法、冲击回波法、中子法对脱空深度进行检测。检测结果表明,冲击回波法测试速度快,但无法定量检测脱空缺陷深度;中子法可定量判断脱空深度,但耗时较长。因此,在实际检测中可先用冲击回波法大面积筛查钢壳沉管内混凝土填充质量,再用中子法对混凝土填充质量较差的区域进行脱空深度检测。     

衬砌背后脱空对开裂的影响分析

对实际隧道工程病害进行检测,建立衬砌开裂病害综合治理方案。为确定衬砌受力状态及裂缝与背后脱空的相互作用关系,采用有限元软件进行数值模拟分析。研究结果表明,检测范围内87%的脱空位置附近存在不同危害程度的不规则裂缝;衬砌背后脱空时,部分区域由受压变为受拉,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,结构开裂;背后脱空等病害对衬砌造成影响,进一步加深衬砌开裂程度;须根据裂缝发展程度和安全状态进行修复,还应对引起开裂的隧道病害和缺陷进行治理。     

超声波检测矩形钢管混凝土脱空缺陷的研究

超声波作为检测钢管混凝土内部密实度和缺陷的重要手段,在国内工程检测领域已得到应用。本文以足尺矩形钢管混凝土试件作为研究对象,对自密实混凝土的脱空缺陷采用超声波进行测试,提出了较为准确的脱空缺陷声速判断方法。采用压力灌浆对缺陷进行处理试验并进行效果验证,提出有效的处理方法。     

足尺圆形钢管混凝土试件超声波检测脱空缺陷及处理研究

超声波作为检测钢管混凝土内部密实度和缺陷的重要手段,在国内工程行业得到广泛的应用。以1∶1足尺圆形钢管混凝土试件为研究对象,对自密实混凝土的脱空缺陷采用超声波进行测试,提出较为准确的脱空缺陷声速判断方法。采用压力灌浆对缺陷进行处理并进行效果验证,最终提出有效的处理方法。     

基于时序分析理论的钢管混凝土脱空缺陷检测方法研究

将时间序列分析理论引入钢管混凝土脱空缺陷检测中,提出基于自回归模型(AR模型)和科氏距离(Cosh Distance,CD)的钢管混凝土脱空缺陷检测方法。采用AR模型分别对无损状态和带脱空状态下钢管混凝土构件的加速度响应信号进行拟合,获得无损状态和带脱空状态下的残差序列和方差。然后分别以科氏距离、欧氏距离(Euclidean Distance,ED)和马氏距离(Mahalalnobis Distance,MD)构造判别函数进行脱空区域识别。最后以数值模拟和带环形脱空缺陷的钢管混凝土构件动力试验来验证所提方法的可行性及可靠性。结果表明:欧氏距离和马氏距离在钢管混凝土脱空区域检测精度较差,甚至可能造成误判;科氏距离能够直观准确地检测出钢管混凝土环形脱空缺陷范围。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件滞回性能试验研究

以脱空率和轴拉比为主要参数,对4根带球冠形脱空缺陷及2根无脱空的钢管混凝土试件进行了滞回性能试验研究,考察了球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯试件的破坏模式、侧向荷载-位移滞回曲线、以及承载力的影响,分析了不同脱空率和轴拉比对带缺陷试件的滞回性能影响规律。试验结果表明:球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件的侧向荷载-位移滞回曲线及骨架线影响较小,但加剧了夹具两侧外钢管的屈曲,并使核心混凝土在跨中部位的裂缝更加密集;试件的承载力随着脱空率的增大而降低;轴拉比对无脱空试件承载力影响不明显,而球冠形脱空缺陷试件承载力随轴拉比的增大而降低。     

长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的受力性能研究

为研究长期荷载作用对带脱空缺陷钢管混凝土柱受力性能的影响,以脱空类型、脱空率和长期荷载比为主要参数,对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土短柱的变形特性和承载力进行了试验研究。试验结果表明：在长期荷载作用下,与普通无脱空缺陷钢管混凝土柱类似,脱空缺陷钢管混凝土柱徐变系数终值的上限值为0.9;长期荷载比大的脱空缺陷钢管混凝土柱较长期荷载比小的脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力略大。采用有限元分析软件ABAQUS,对考虑长期荷载作用影响时脱空构件的受力性能进行分析,有限元计算结果和试验结果吻合良好。利用验证过的有限元模型,系统地分析了长细比、含钢率、钢管屈服强度、混凝土强度、长期荷载比、脱空率和荷载偏心率等参数对长期荷载作用下带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力影响规律。结果表明,混凝土脱空缺陷对考虑长期荷载作用的承载力影响系数的不利影响小于1.5%;现有的考虑长期荷载影响的普通钢管混凝土柱的设计方法可用于预测带脱空缺陷钢管混凝土柱的承载力。     

某高层住宅楼群地下室顶板开裂成因检测与分析

某高层建筑地下室顶板在使用过程中出现大量裂缝,为评估结构的安全性而对其进行了现场检测。检测结果表明,该工程地下室顶板构件裂缝由混凝土收缩和温度变化等原因所致,裂缝为非受力裂缝。在检测的基础上,提出了对裂缝的处理措施,可为类似工程病害的鉴定与处理提供参考。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

湖北利川某水电站混凝土大坝裂缝普查及处理工艺

水电站混凝土大坝局部裂缝是常见的混凝土缺陷之一.本文介绍了湖北利川某电站混凝土大坝裂缝的普查分类和针对不同类别裂缝的处理工艺,对于浅层裂缝采用水泥基渗透结晶型防水材料涂刷,对于不渗水或渗水量较小的裂缝采用环氧树脂灌浆+环氧胶泥涂刷,对于渗水量较大的裂缝采用聚氨酯灌浆+环氧胶泥涂刷.上述处理方法可为水工建筑物混凝土裂缝处...     

环氧树脂修复混凝土裂缝的断裂试验研究

对6个混凝土试件进行楔入劈拉试验,劈裂后采用环氧树脂注胶技术修复试件,然后再次对试件进行楔入劈拉试验,对比两次试验中试件的破坏界面和断裂参数.结果表明：修复后试件破坏界面未发生在黏结界面;试件起裂韧度平均增幅为4706%,失稳断裂韧度、断裂能也有所提高,这说明注胶修复技术能够有效推迟裂缝的再开展,改善混凝土的断裂性能.建议将起裂韧度作为评定注胶修复效果的断裂参数,研究成果可为注胶修复混凝土结构的工程应用提供依据.     

冲击回波法检测混凝土内部缺陷

冲击回波法是基于应力波的一种检测结构厚度、缺陷的无损检测方法,由于方法自身仅需要单一测试面及单点可判定等优势,很好的解决了部分建筑物、构筑物关键构件厚度、内部缺陷难以检测的技术难题,如水闸的边墩、翼墙、闸底板、箱涵侧墙、底板等构件的厚度与内部缺陷检测。现阶段冲击回波法主要用于测试混凝土板、混凝土路面、飞机跑道、隧道的二衬、其它板状混凝土结构的厚度,并能定位缺陷(包括孔洞、裂缝、蜂窝)位置,也可对混凝土结构中预应力管内未灌浆区域和灌浆不密实区域进行测试。     

新型叠合板力学性能试验

为了分析叠合板在使用阶段的性能,如挠度、钢筋应力-应变曲线等,进行了1块现浇板与1块新型叠合板的静力加载试验。试验采用大型反力架、液压千斤顶与两级分配梁作为加载工具,对带可拆桁架叠合简支板与现浇简支板进行四点加载,以模拟均布荷载作用下板的受力状态,并对试验数据进行对比。结果表明:叠合板挠度满足使用阶段的要求,延性性能良好; 叠合板在最终加载结束时产生了与现浇双向板相似的裂缝; 板底裂缝首先出现在4个加载点的下方,并随着后续加载由4个加载点向叠合板的4个角延伸,裂缝出现的形态表明叠合板在破坏时钢筋的受拉性能得到了充分利用; 在最后一级加载完成后叠合板顶面混凝土没有被压溃,说明叠合板依然具有继续承载的能力; 预埋件与混凝土的黏结性能良好,预埋件周边混凝土未出现大面积的破坏; 在构件的侧面发现了若干条竖向裂缝,叠合面上未发现横向裂缝,说明表面刮毛可以满足叠合面的抗剪要求。     

Image analysis method for crack distribution and width estimation for reinforced concrete structures

Crack observation is important for evaluating the structural performance and safety of reinforced concrete (RC) structures. Most of the existing image-based crack detection methods are based on edge detection algorithms, which detect cracks that are wide enough to present dark areas in the obtained images. Cracks initiate as thin cracks, generally having width less than the width of a pixel in images; such cracks are generally undetectable by edge detection-based methods.An image analysis method is proposed to observe the development and distribution of thin cracks on RC surfaces; it also allows estimation of crack widths. Image matching based on optical flow and subpixel is employed to analyze slight concrete surface displacements. Camera calibration is included to eliminate perspective effects and lens distortion. Geometric transformation is adopted so that cameras do not need to be perpendicular to the observed surface or specified positions. Formulas are proposed to estimate the width of shear crack opening. The proposed method was then applied to a cyclic test of an RC structure. The crack widths and their development analyzed by the image analysis were verified with human inspection in the test. In addition, concrete surface cracks that appeared at a very early stage of the test could be observed by the proposed method before they could be detected by the naked eye. The results thus demonstrate that the proposed image analysis method offers an efficient way applicable not only for structural tests but also for crack-based structural-health-monitoring applications.     

混凝土施工过程中开裂的原因及预防措施

对施工过程中容易引起混凝土开裂的原因进行了总结,并从理论和实践的角度进行了分析,针对问题提出了预防措施和处理办法,对施工中避免工程质量问题和工程质量通病的发生具有一定的借鉴意义。     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装裂缝病害修复研究

在桥梁施工工艺中,目前大跨径钢桥基本上采用的是环氧沥青混凝土进行桥面铺装。由于其结构稳固,因此在桥梁中经常使用。本文针对目前在环氧沥青混凝土钢桥面铺装裂缝常见的原因进行了详细的分析,并提出了修复方案,以供相关人员参考。     

混凝土裂缝及环氧树脂修补法探析

从设计、原材料配比及混凝土收缩方面，对混凝土裂缝产生的原因作了分析，提出了几种处理裂缝的方法，特别强调了用环氧树脂浆液修补混凝土构件裂缝的施工技术措施。     

加气混凝土墙面空裂的防治措施

论述了加气混凝土墙面易产生空裂的原因，根据工程实践经验，从材料要求、砌筑要求、墙面抹灰技术等方面，提出了相应的防治措施，以解决施工质量通病。     

沥青混凝土路面裂缝产生的原因分析

在分析沥青混凝土路面裂缝的分布范围和形态特征的基础上,探讨了沥青混凝土路面、横向裂缝、纵向裂缝以及龟裂产生的原因,对防治沥青混凝土路面病害具有重要意义。