混凝土裂缝深度的激光超声探测方法
2021-04-16刘学增段俊铭桑运龙赖浩然周若阳
中南大学学报(自然科学版) 2021年3期
刘学增,段俊铭,桑运龙,3,赖浩然,周若阳
(1.同济大学土木信息技术教育部工程研究中心,上海,200092;2.同济大学地下建筑与工程系,上海,200092;3.上海同岩土木工程科技股份有限公司,上海,200092;4.中国建筑股份有限公司,北京,100029)
混凝土结构在建设及运营过程中由于多种原因(如干燥收缩、应力变形和荷载等)产生裂缝,裂缝会降低结构的承载性能,严重影响建筑物的安全和耐久性。在合理评价裂缝对混凝土结构安全性的影响工作中,裂缝深度是评价病害状态的关键指标,但在实际测试中,裂缝深度的直接测量比较困难,目前主要通过一些常规的无损检测方法[1-2]进行检测,如超声波法、声波法和冲击弹性波法等。但这些方法属于接触式无损检测,检测效率较低,检测时间长,工程应用受到一定限制。
激光超声是一种非接触式的无损检测方法,具有非接触、宽带、高灵敏度和高时空分辨率等优点,在金属探伤领域已经得到广泛应用[3-5]。同时,脉冲激光激发的表面波具有激发效率高、衰减慢和易于检测等特点,可以实现表面和亚表面缺陷的定量检测[6-7]。DEWHURST 等[8-11]通过实验和数值模拟研究了激光激发表面波与金属表面矩形缺陷的作用机理,并基于表面波与不同深度缺陷作用后接收信号中时间和频率的变化,得到了反射表面波的波形特征与矩形缺陷深度之间的对应关系。也有学者采用瑞利波表征钢筋混凝土结构中表面裂纹的测量方法,LEE等[12-14]分别从数值模拟和实验角度研究采用瑞利波法评估混凝土裂缝深度与倾斜度的可行性,提出混凝土介质中表面裂缝长度和角度的计算方法;……
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