[发明专利]一种基于超声波波速的充填体损伤检测方法

权利要求书

1.一种基于超声波波速的充填体损伤检测方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一、膏体试样的制备与养护

实测获取现场膏体充填体的材料比例，制作与现场膏体充填体相同材料比例的多个膏体试样；

步骤二、单轴载荷强度试验确定膏体试样载荷应力σ与超声波波速V关系的数据

利用单轴压缩试验机和超声波检测仪对多组膏体试样进行单轴载荷强度测试，直至膏体试样破裂为止，测得膏体试样的载荷应力σ与超声波波速V关系的数据平均值；

步骤三、通过膏体试样σ与V关系的数据建立膏体试样损伤度D的数学模型

根据单轴单轴载荷强度试验在膏体试样压缩过程中的载荷应力σ与超声波波速V关系的实测数据，通过数据处理和指数曲线拟合方法，建立膏体试样的损伤度D与载荷应力水平关系的通用数学模型如下：

式中：A、B和C为待定常数；

通过该数学模型，计算出膏体试样的损伤度D，进而确定现场膏体充填体的损伤度。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波波速的充填体损伤检测方法，其特征在于，所述的步骤一膏体试样的制备与养护包括：

(1.1)膏体试样制备：按照实测现场充填体的材料比例，将配制好的尾砂、水泥和水置于搅拌机中搅拌均匀，然后进行模具装料，制成长宽高都为100mm的标准膏体立方体试样；

(1.2)膏体试样养护：将制成的长宽高都为100mm的标准膏体立方体试样置于湿度为95％，温度为20℃的恒温养护箱中养护，养护期为28天龄期。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声波波速的充填体损伤检测方法，其特征在于，所述的步骤二单轴载荷强度测试确定膏体试样载荷应力σ与超声波波速V关系的数据包括：

(2.1)膏体试样单轴载荷强度测试准备：

超声波检测仪采用瑞士Proceq公司研究的Pundit Lab+混凝土的超声波检测仪，在膏体试样养护28天的时候，对载荷作用下的膏体试样进行超声波脉冲速度(UPV)测试准备，测试前对膏体试样的两端端面进行抛光磨平，用于保证传感器表面与试样表面之间具有良好的耦合性，超声波检测仪包括发射器和接收器，将传感器发射器和接收器放在膏体试样两个相对的端面上，

(2.2)膏体试样单轴载荷强度测试过程：

膏体试样单轴抗压强度测试采用美国HUMBOLDT HM-5030加载试验机，测试时，一边开启单轴压缩试验机进行加载测定载荷应力σ，同时一一对应测定膏体试样的超声波波速V，直到膏体试样发生破坏，测试结束；重复测定至少三组以上膏体试样，最后求出超声波波速V的平均值和载荷应力σ的平均值；测试时加载速率设定为1mm/min，同组膏体试样应力值的误差在±10％范围内；

(2.3)最大载荷应力值σ_max的测量：测试膏体试样压坏时得到最大载荷应力值σ_max，为膏体试样的破坏强度；

(2.4)膏体试样测试开始时的超声波波速值V₀的测量：膏体试样刚开始测试时得到的对应的超声波波速值V₀。