[发明专利]基于应力波法的套筒灌浆密实度检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于应力波法的套筒灌浆密实度检测装置及方法，包括预埋于上预制柱内用以连接上预制柱钢筋和下预制柱钢筋的灌浆套筒，所述灌浆套筒外壁粘贴两组压电陶瓷传感器，两组压电陶瓷传感器分别布设在灌浆套筒端头和中部位置，每组压电陶瓷传感器数量为两个并分布在灌浆套筒外壁相对的两侧，压电陶瓷传感器通过屏蔽导线与数据采集仪连接，所述数据采集仪与计算机通过屏蔽导线连接。本发明基于应力波法的套筒灌浆密实度检测装置原理简单，成本低，操作方便，所使用的压电陶瓷传感器受现场的制约小，对设备的环境要求低，能适用于现场的施工作业要求；不容易受到现场施工的影响；检测结果准确性高。

技术领域

本发明涉及一种基于应力波法的套筒灌浆密实度检测装置及方法。

背景技术

钢筋套筒灌浆连接技术目前在预制装配式建筑中运用最为广泛，主要运用在构件节点钢筋的连接。钢筋套筒灌浆连接接头是由专门加工的套筒、配套灌浆料和钢筋组装的组合体，在连接钢筋时通过注入快硬无收缩灌浆料，依靠材料之间的黏结咬合作用连接钢筋与套筒，套筒灌浆接头具有性能可靠、适用性广、安装简便等优点。钢筋节点的连接强度主要依靠套筒内灌浆料的饱满程度，但构件生产或安装过程中套筒中落入堵塞物、灌浆过程中注浆机持压时间不充分、封堵不及时、底部水平接缝不严密导致的连通腔局部漏浆以及灌浆结束后套筒中浆体存在的回流现象都有可能导致灌浆不饱满，进而影响到装配式建筑的整体受力性能和抗震性能。同时，目前缺乏有效的检测手段，验收没有足够的依据，只能根据灌浆套筒出浆孔的出浆顺畅度判定灌浆是否饱满，从而为结构的安全性埋下了隐患。因此急需一种合理的无损检测方法来判定套筒灌浆的饱满程度。

近年来，结构健康监测技术已经在建筑业得到了广泛地应用，其中针对套筒灌浆饱满度的研究，国内外研发了X射线工业CT法、预埋钢丝拉拔法和X射线数字成像法等。但是X射线工业CT法只适用于事前检测，同时对设备环境要求较高，只能在实验室屏蔽条件下进行；预埋钢丝拉拔法需要预先预埋，并且预埋的钢丝在检测前易受到施工现场扰动或破坏；X射线数字成像法只适合于事后检测，且只适用于单排布置、梅花形布置形式的套筒，并且该方法有辐射，现场需要安全保护措施。因此现有检测方法存在对设备环境要求高，检测费用高，检测结果易受现场施工干扰等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种成本低，受现场施工干扰小，准确性高的基于应力波法的套筒灌浆密实度检测装置。

本发明采用以下方案实现：一种基于应力波法的套筒灌浆密实度检测装置，包括预埋于上预制柱内用以连接上预制柱钢筋和下预制柱钢筋的灌浆套筒，所述灌浆套筒外壁粘贴两组压电陶瓷传感器，两组压电陶瓷传感器分别布设在灌浆套筒端头和中部位置，每组压电陶瓷传感器数量为两个并分布在灌浆套筒外壁相对的两侧，压电陶瓷传感器通过屏蔽导线与数据采集仪连接， 所述数据采集仪与计算机通过屏蔽导线连接。

进一步的，所述压电陶瓷传感器包括封装在环氧树脂中的压电陶瓷片，与压电陶瓷传感器相连接的屏蔽导线为单根两芯结构并且两线芯穿入环氧树脂并分别焊接于压电陶瓷片两侧面，所述压电陶瓷片的两侧面涂布有蜡层。

本发明另一技术方案：一种基于应力波法的套筒灌浆密实度检测方法，采用如上所述的基于应力波法的套筒灌浆密实度检测装置，通过计算机上的LabView软件控制压电陶瓷传感器产生高频应力波，并采集应力波信号，对采集到的信号先进行小波包默认阈值去噪，再进行时域分析和频域分析，时域分析时通过小波包能量法，建立能量信号与灌浆密实度的关系，通过对比小波包能量值的差异来判定灌浆套筒的灌浆是否密实；频域分析则是将时域分析中采集到的信号经过傅里叶变换得到频域信号，进而建立频域信号变化和灌浆密实度的关系，对比频域信号上的特征参量来评估套筒灌浆的密实程度。