Разработка методов и программно-аппаратных средств акустического контроля крупногабаритных строительных изделий из бетона
Диссертация
Осуществлён контроль скорости распространения акустической волны и толщины как протяженных строительных конструкций с неоднородной внутренней структурой, так и компактных изделий из бетона и кирпичной кладки корреляционным и резонансно-мультипликативным методами. Измерения проводились: в лабораторных условиях, на самостоятельно изготовленных образцах и образцах предоставленных ООО «НСУЦ» ЦМиР… Читать ещё >
Содержание
- 1. ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРОТЯЖЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ БЕТОНА
- 1. 1. Основные характеристики бетона применительно к задаче акустического неразрушающего контроля СК. Исследование физико-механических свойств бетонов с помощью УЗ методов
- 1. 2. Проблемы контроля изделий из бетона большой толщины
- 1. 2. 1. Импакт-эхо метод
- 1. 2. 2. Резонансный метод применительно к задачам контроля изделий из бетона
- 1. 2. 3. Определение скорости распространения акустической волны
- 1. 3. Применение импакт-эхо метода при контроле строительных конструкций из бетона
- 1. 3. 1. Измерение прочности бетонных конструкций по скорости акустической волны
- 1. 3. 2. Контроль толщины протяженных изделий из бетонов
- 1. 3. 3. Определение наличия воздушных полостей или дефектов
- 1. 3. 4. Особенности контроля стен и фундаментов
- 1. 3. 5. Определение длины и целостности свай
- 1. 3. 6. Измерение глубины трещин
- 1. 3. 7. Определение качества арматуры и поиск пустот в СК
- 1. 3. 8. Проблемы и текущие исследования по применению импакт-эхо метода
- 1. 4. Выводы
- 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В КОМПАКТНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ИЗ БЕТОНА. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО АЛГОРИТМА КОНТРОЛЯ КОМПАКТНЫХ ИЗДЕЛИЙ
- 2. 1. Постановка проблемы моделирования акустических полей в компактных строительных конструкциях из бетона
- 2. 2. Отражение упругой волны на границе раздела двух сред
- 2. 3. Аналитический расчёт спектра колебаний стержня
- 2. 4. Моделирование спектра колебаний стержня
- 2. 5. Моделирование спектра колебаний протяженной плиты
- 2. 6. Особенности контроля компактных изделий
- 2. 6. 1. Влияние «шума формы» на АЧХ компактных изделий
- 2. 6. 2. Влияние геометрической дисперсии скорости продольной волны при контроле компактных СК
- 2. 7. Корреляционный метод определения скорости
- 2. 8. Мультипликативный метод контроля компактных строительных конструкций
- 2. 8. 1. Определение дисперсионных характеристик для дисков и параллелепипедов
- 2. 8. 2. Определение оптимального положения датчиков для симметричных компактных изделий
- 2. 8. 3. Выбор оптимального положения датчиков для несимметричных компактных изделий
- 2. 8. 4. Расчет толщины компактной строительной конструкции с учетом геометрической дисперсии скорости
- 2. 8. 5. Многоканальность и мультипликативная обработка результатов
- 2. 8. 6. Влияние неоднородностей ОК на результаты контроля при мультипликативной обработке результатов
- 2. 9. Выводы
- 3. МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗОНАНСНОГО И ИМПАКТ-ЭХО МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ БЕТОНА
- 3. 1. Аппаратная составляющая акустического комплекса на базе ПК
- 3. 2. Программная составляющая акустического комплекса на базе ПК
- 3. 2. 1. Режим «импакт-эхо метод»
- 3. 2. 2. Режим «резонансный метод»
- 3. 2. 3. Режим «обработка результатов»
- 3. 3. Аппаратная составляющая макета портативного акустического комплекса
- 3. 4. Программная составляющая макета портативного акустического измерительного комплекса
- 3. 5. Выводы
- 4. НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ АППАРАТУРЫ
- 4. 1. Контроль протяженных строительных конструкций методами собственных частот
- 4. 1. 1. Фундамент строящегося служебного помещения ГАБТ
- 4. 1. 2. Фундамент строящегося здания на Каширском шоссе
- 4. 1. 3. Контроль протяженных изделий резонансно-мультипликативным методом
- 4. 1. 4. Колонна с прямоугольным сечением 100×20 см
- 4. 1. 5. Свая 10×10×40 см
- 4. 2. Контроль компактных изделий резонансно-мультипликативным методом
- 4. 2. 1. Блок 80×50×30 см
- 4. 2. 2. Блок 50×50×25 см
- 4. 2. 3. Колонна с квадратным сечением 60×60 см
- 4. 3. Выводы
- 4. 1. Контроль протяженных строительных конструкций методами собственных частот
Список литературы
- Неразрушающий контроль. Россия. 1990 — 2000 г. г. Справочник. Под ред. В. В. Клюева.-М.: Машиностроение, 2001, -616 с.
- ГОСТ 23 829–85. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения.
- Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.2. Акустические методы контроля: Практ. пособие/И.Н.Ермолов, Н. П. Алешин, А.И.Потапов- Под ред. В. В. Сухорукова. М. :Выш. шк., 1991.-283 с.
- Акустико-эмиссионная диагностика конструкций/А.Н.Серьёзнов, Л. Н. Степанова, В. В. Муравьёв и др./ Под ред. Л. Н. Степановой.- М.: Радио и связь, 2000.-280 с.
- Bergmeister Konrad, (2002) «Monitoring and Safety Evaluation of Existing Concrete Structures» Fib Task Group 5.1, State-of-the-Art Report, Final draft, June 2002.
- Коробко В.И., Коробко A.B. Контроль качества строительных конструкций: виброакустические технологии. -М.: изд. Ассоциации строительных вузов, 2003. 288 с.
- Хаютин Ю.Г. Монолитный бетон: технология производства работ. — 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1991. — 576 с.
- Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общей редакцией В. В. Клюева. Т. З: Ультразвуковой контроль. И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. М.: Машиностроение. 2004. 864 С.
- Качанов В.К., Соколов И. В. Проблемы ультразвукового контроля протяженных сложноструктурных изделий с большим затуханием сигналов. // Дефектоскопия.-2007.- № 8.- С. 82−93
- Kozlov V. N., Samokrutov A. A., Shevaldykin V. G. Thickness Measurements and Flaw Detection in Concrete Using Ultrasonic Echo Method. -Nondestructive Testing and Evaluation. 1997, Vol. 13, pp. 73 84.
- Shevaldykin V.G., Kozlov V.N., Samokrutov A. A., Inspection of Concrete by Ultrasonic Pulse-Echo Tomograph with Dry Contact, 7th European conference on Non-Destructive Testing, Copenhagen, 26 29 May, 1998.
- ШевалдыкинВ.Г. Визуализация внутренних дефектов в железобетонных конструкциях при одностороннем доступе и оценка свойств среды за внутренней границей бетона // Контроль. Диагностика. 2007. № 3.
- Методические рекомендации по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом способом поверхностного прозвучивания (МДС 2001) -М.: ГУЛ «НИИЖБ», 2001−9 с.
- ГОСТ 17 624–87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.
- Поль Э. Неразрушающие методы испытаний бетона. М.: Стройиздат, 1967.-178 с.
- Carino N.J. «The impact-echo method: an overview», Proceedings of the 2001 Structures Congress & Exposition, May 21−23, 2001, Washington, D.C., American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, Peter C. Chang, Editor, 2001. 18 p.
- И. В. Зашук. Электроника и акустические методы испытания строительных материалов. — М.: Высшая школа, 1968, 248 с.
- Sansalone М., Carino N.J., 1986, «Impact-Echo: A Method for Flaw Detection in Concrete Using Transient Stress Waves,» NBSIR 86−3452, National Bureau of Standards, Sept., 222 p.
- Carino N.J., Sansalone M., Hsu N.N., 1986, «Flaw Detection in Concrete by Frequency Spectrum Analysis of Impact-Echo Waveforms», in International
- Advances in Nondestructive Testing, Ed. W.J. McGonnagle, Gordon & Breach Science Publishers, New York, pp. 117−146.
- Sansalone M., Streett W. В., 1997," Impact-Echo: Nondestructive Testing of Concrete and Masonry", Bullbrier Press, Jersey Shore, PA.
- ASTM С1383. Standard Test Method for Measuring the P-Wave Speed and the Thickness of Concrete Plates Using the Impact-Echo Method.
- Скучик E. Основы акустики (пер. с англ., в 2-х томах). М.: Мир, 1976, т. 1, 617 с.
- Kruger М. Scanning Impact-echo techniques for crack depth determination. Otto-Graf-Journal, Vol. 16, 2005.
- Stultz G.R., Bono R.W., Schiefer M. I. Fundamentals of Resonant Acoustic Method NDT // Advances in powder metallurgy and particulate materials. 2005. № 3. p. 1−11.
- Schlengermann U., Hansen W., Resonance inspection the answer to new industrial demands with regard to quality assurance // The e-Journal of Nondestructive Testing & Ultrasonics. 1997, Vol 1.2, № 7. http://www.ndt.net
- Hands G. Resonant Inspection a «new» NDT technique // The e-Journal of Nondestructive Testing & Ultrasonics. 1997, Vol 1.2, № 7. http://www.ndt.net
- Ваньков Ю.В., Казаков Р. Б., Яковлева Э. Р. Собственные частоты изделия как информативный признак наличия дефектов // Электронный журнал «Техническая акустика», http://eita.org. 2003. № 5.
- Березин E.K., Родюшкин B.M. Методы ультразвукового контроля качества материалов со сложной структурой // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. № 5.
- Теумин И.И. Ультразвуковые колебательные системы. М.: Машгиз, 1957. 330 с.
- Куликов B.A., Санников Д. В., Вавилов В. П. Применение акустического метода свободных колебаний для диагностики железобетонных опор контактной сети // Дефектоскопия. 1998. № 7. С. 40−49.
- Krause М., Gardei A. On-site investigation techniques for the structural evaluation of historic masonry buildings. Bundesanstalt fur Materialforschung und -prufung. 2004. 16 p.
- Gassman S. L., Finno R.J., Cutoff frequencies for impulse response tests of existing foundations // Journal of performance of constructed facilities. 2000. № 2. p. 11−21.
- Kruger M., Grosse C.U. Crack Depth Determination using Advanced Impact-Echo Techniques. European Conference on Nondestructive Testing, Berlin (DE), 25−29 September 2006.
- Cheng C., Sansalone M. Effects on Impact-Echo Signals Caused by Steel Reinforcing Bars and Voids Around Bars. ACI Materials Journal, Vol. 90, No. 5, Sept-Oct., pp. 421−434.
- Korenska M., Pazdera L., Palkova M. Diagnostic of rebar corrosion within reinforced concrete specimens by resonant inspection. European Conference on Nondestructive Testing, Barcelona (Spain), June 17−21, 2002.
- Na W.B., Kundu Т., Ehsani M.R. Lamb waves for detecting delamination between steel bars and concrete // Computer-aided civil and infrastructure engineering. 2003. № 1, p. 58−63.
- Iyer S., Schokker A. J., Sinha S. K. Ultrasonic imaging: A novel way to investigate corrosion status in post-tensioned concrete members // Journal of the Indian Institute of Science. 2002. № 5−6. p. 197−217.
- Jung Y.C., Na W.B., Kundu Т., Ehsani M.R. Damage detection in concrete using Lamb waves. Nondestructive Evaluation of Highways, Utilities, and Pipelines IV, 9 June 2000, SPIE Vol. 3995, p. 448−458.
- Skala J. Reliability of impact-echo method as a tool to detect the reinforced concrete element corrosion. 37-ая международная конференция Дефектоскопия 2007. Прага. 7−9.11.2007.
- Skala J., Chobola Z. Frequency inspection as a tool to assess the armature corrosion. Workshop NDT 2005 by Brno University of Technology 31. 11. 2005, p. 159−161.
- Raparelli R.Q., Olson L.D. Impact echo scanning for nde of voids in post-tensioned ducts in a box girder bridge. Transportation Research Board’s Annual report, 2003.
- Schubert F., Lausch R., Wiggenhauser H. Geometrical Effects on Impact-Echo Testing of Finite Concrete Specimens. Non-Destructive Testing in Civil Engineering 2003. September 16−19, 2003 in Berlin, Germany
- Wonsiri Punurai. Cement-based Materials' Characterization using Ultrasonic Attenuation. A dissertation presented to the Academic Faculty in partial fulfillment of the requirements for the Degree Doctor of Philosophy in the
- School of Civil and Environmental Engineering. Georgia Institute of Technology. May 2006.
- Вибрации в технике. Справочник. Т. 1. Колебания линейных систем / Под ред. В. В. Болотина. М.: Машиностроение, 1999. 504 с.
- Коробов А. И. Резонансная акустическая спектроскопия твердых тел. Методическая разработка спецпрактикума кафедры акустики. — М.: Физический факультет МГУ, 2003. 23 с.
- Чигарев А.В., Кравчук А. С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров: Справ, пособие. М.: Машиностроение-1, 2004. 512 с.
- Каплун А.Б., Морозов Е. М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера: Практическое руководство. М.: Едиториал УРСС, 2003. — 272 с.
- Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах/ Под общ. Ред. Д. Г. Красковского.- М.: КомпьтерПресс, 2002.-224с.:ил.
- Гликман А.Г. Спектральная сейсморазведка истоки и следствия. Электронная книга, http://www.newgeophys.spb.ru/ru/book2/index.shtml.
- Качанов В.К., Соколов И. В. Проблемы ультразвукового контроля протяженных сложноструктурных изделий с большим затуханием сигналов. // Дефектоскопия.-2007.- № 8.- С. 82−93
- Демидович Б. П. Марон И.А. Основы вычислительной математики. М.: Наука, 1970 г., 664 с. с илл.
- Качанов В.К., Соколов И. В., Авраменко С. Л. Акустический резонансно-мультипликативный метод толщинометрии протяженных строительных конструкций из бетона // Измерительная техника. № 5. 2008 г. С. 15 18.
- Положительное решение № 2 007 118 592/28 от 21.05.2007 по заявке на патент Авраменко C.JI., Соколов И. В., Качанов В. К. Резонансный способ ультразвуковой толщинометрии.
- СТРОИТЕЛЬСТВЕ" на 2001−2005г.г. 7−10 декабря 2004 г. М., МГСУ, 2004 г. С.110−113.
- Авраменко С.Л. Акустический аппаратно-программный комплекс измерения толщины протяженных изделий из бетона // Вестник МЭИ. № 1. 2008 г. С. 124−127.