论文部分内容阅读
预制混凝土构件广泛采用的连接方式是套筒灌浆连接。当施工不当时,容易出现套筒灌浆缺陷,这将影响构件之间的有效连接及结构整体的力学性能,存在重大安全隐患。目前冲击回波法、探地雷达法等无损检测方法存在精度低、适应性有限等缺点,而超声波法具有穿透能力强、携带信息丰富及适应性好等优点而更适用于此检测。为有效检测套筒灌浆缺陷,本文提出了一种结合超声波法和小波包分析算法的套筒灌浆缺陷检测方法,并对该方法的检测有效性及主要影响因素进行模拟分析及试验研究。基于此,本文开展了以下研究工作:提出了基于小波包能量的钢筋套筒灌浆连接缺陷超声检测方法。通过对钢筋套筒灌浆连接缺陷类型及形成原因进行分析,确定了套筒顶部缺陷、中部缺陷及连接钢筋偏心缺陷三种典型灌浆缺陷;开展了随机骨料分布影响下超声波传播的时频特性分析,明确了不同混凝土之间检测信号时域或频域单一点的幅值差异大;分析了小波包分析的原理,提出了基于小波包能量的钢筋套筒连接灌浆缺陷超声检测方法,并给出了具体实施方法及灌浆缺陷衡量指标DI。开展了钢筋套筒灌浆连接缺陷超声检测方法的有效性及影响因素分析。基于混凝土细观模型,通过分析随机骨料分布对不同频率超声检测信号能量的影响,确定了50 kHz超声激励信号的有效性;探究了不同尺寸缺陷的检测信号及灌浆缺陷指标变化规律,可知随着缺陷尺寸增大,DI呈增大趋势;进一步分析了套筒尺寸及套筒壁厚对灌浆缺陷检测的影响,可知随着套筒尺寸增大,同等缺陷尺寸下DI值减小,随着套筒壁厚增大,同等缺陷尺寸下DI值增大。进行了钢筋套筒灌浆连接缺陷超声检测试验。通过预设5种灌浆缺陷尺寸,探究了不同尺寸缺陷的超声检测效果;通过设置3类钢筋套筒试件,探究了不同套筒布置方式、不同套筒尺寸对超声检测方法的影响。通过试验结果分析,给出了试件灌浆缺陷的识别基线。试验结果表明,DI对较小尺寸的灌浆缺陷敏感性低,但该检测方法可有效识别试件中较大尺寸的灌浆缺陷。