[发明专利]一种混凝土隐蔽工程内部多缺陷的无损检测方法

说明书

本发明公开了一种混凝土隐蔽工程内部多缺陷的无损检测方法，包括以下步骤：步骤a、在待检测混凝土结构的裸露表面布置传感器；步骤b、用脉冲锤在待检测混凝土结构的表面施加一冲击荷载；步骤c、建立混凝土结构的扩展有限元动力数值分析模型；步骤d、计算混凝土结构在相同力锤作用下的加速度或速度响应时程；步骤e、基于动力响应均方误差之和构建目标函数；步骤f、进行不同缺陷位置时正反析计算测点的响应；步骤g、反演出混凝土结构内部的缺陷数量、位置及大小。本发明提供一种混凝土隐蔽工程内部多缺陷的无损检测方法，能够结合现场测试得到结构动力响应,快速找到结构内部缺陷的数量、位置及大小。

技术领域

本发明涉及一种混凝土隐蔽工程内部多缺陷的无损检测方法，属 于土木、水利工程结构损伤检测技术领域。

背景技术

我国建造了许多混凝土结构，如混凝土坝、水闸、泵站、船闸、 地铁隧道、码头和船坞等。这些结构(全部或部分)大多属于地下的 隐蔽混凝土工程，一方面在工程结束验收时需要对其施工质量进行检 测验收，另一方面这些工程在使用中若发生漏水或渗水，也急需快速 找出裂缝位置，以便迅速采取有关补救措施。由于问题的复杂性，以 及施工、测试技术手段的限制，常规的混凝土裂缝检测手段一般很难 快速找到结构内部的缺陷(裂缝)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种能 够结合现场测试得到结构动力响应(位移或速度等)快速找到结构内 部缺陷(裂缝)的数量、位置及大小的混凝土隐蔽工程内部多缺陷的 无损检测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种混凝土隐蔽工程内部多缺陷的无损检测方法，包括以下步 骤：

步骤a、在待检测混凝土结构的裸露表面布置若干加速度传感器 或者速度传感器；

步骤b、用脉冲锤在待检测混凝土结构的表面施加一冲击荷载， 方向垂直于板面，测量待检测混凝土结构的有关测点的加速度或速度 响应时程；

步骤c、建立混凝土结构的扩展有限元动力数值分析模型；

步骤d、计算混凝土结构在相同力锤作用下的加速度或速度响应 时程；

步骤e、基于真实结构的动力响应与反演过程中所建立模型的动 力响应均方误差之和构建目标函数；

步骤f、基于扩展有限元理论进行结构的缺陷反演，进行不同缺 陷位置时正反析计算测点的响应；

步骤g、通过人工鸡群智能优化算法不断更新缺陷位置，使目标 函数最小化，直至达到收敛精度，反演出混凝土结构内部的缺陷数量、 位置及大小。

步骤a中，设结构中可能存在的最大缺陷数量为M，每个缺陷待 反演参数个数为N，则传感器的布置数量应等于或大于N×M。

步骤a中，现场勘查待检测建筑物，确定传感器的测点位置，若 无法预知缺陷的位置，传感测点在隐蔽结构的裸露表面等间距布置， 在各测点位置涂抹石膏作为粘合剂，安装加速度或速度传感器。

步骤b中，有关测点的加速度或速度响应时程的持续时间为30 秒。

步骤b中，对测试获得的响应信号进行滤波处理，去掉噪声和大 地脉动等环境激励引起的响应，得到混凝土结构的真实响应时程。

步骤c中，无需考虑内部缺陷的几何特征，直接按照混凝土结构 的几何外形建立结构的有限元网格模型，剖分网格时将加速度传感器 或速度传感器的测点位置作为有限元网格的单元结点，力锤作用点也 布置在结点上，并施加与现场条件一致的几何边界条件。

步骤e中，目标函数