[发明专利]一种基于声波局部共振散射特性的灌浆套筒灌浆缺陷检测方法

说明书

本发明公开一种基于声波局部共振散射特性的灌浆套筒灌浆缺陷检测方法，是通过在灌浆套筒同侧的待测部位外进行声波检测，将得到的原始回波信号进行数据处理得到脉冲上包络图，再通过数据公式拟合后提取一种声波局部共振散射衰减特征参数α，从而判断套筒内部是否存在脱空或空洞。与现有技术相比，本发明提供的检测方法流程简单，有效降低工人的工强度，减少人员配置量，减少繁琐的工作流程，区别于传统检测脱空的声速和声时角度，从能量衰减的角度进行检测，可提高测量的准确率。

技术领域

本发明属于工程技术检测领域，尤其涉及一种基于声波局部共振散射特性的灌浆套筒灌浆缺陷检测方法。

背景技术

装配式混凝土结构建筑是将主要构件在工厂预制成型，到施工现场进行组装，再通过少量现浇作业将构件连成一体而建成的工业化建筑。钢筋套筒灌浆连接是该结构中受力钢筋的重要连接方法，连接接头由带肋钢筋、套筒和灌浆料三部分所组成。其连接原理是：带肋钢筋插入套筒，向套筒内灌注无收缩或微膨胀的水泥基灌浆料，充满套筒与钢筋之间的间隙，灌浆料硬化后与钢筋的横肋和套筒内璧凹槽或凸肋紧密啮合，即实现两根钢筋连接后所受外力能够有效传递。

在工程实践中，灌注的浆料从下部孔灌入、上部孔洞流出即为灌浆完成，但实际上由于现场影响因素比较多，套筒内部情况比较复杂，灌浆饱满度难以把握。目前还没有一种有效的检测方法，对钢筋连接套筒灌浆质量进行检测。因为灌浆质量直接影响着结构的安全性，因此，有必要开展钢筋套筒灌浆无损检测技术与智能仪器开发，建立相关钢筋套筒灌浆质量等级和检测标准。

声波检测作为一种有效的无损检测方法，广泛应用于结构的内部缺陷检测。声波法具有激发容易、检测工艺简单、操作方便等优点。并且根据不同的检测对象可以选用不同频率的声波来进行检测。研究表明，能够描述结构内部缺陷的信息很多隐藏在声波仪所接收到的回波信号中，国内大量的研究人员开始对混凝土构件的灌浆质量进行定性和定量的研究。但至今还未有研究准确的检测出结构内部缺陷，是现在工程结构缺陷检测技术领域急需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于声波局部共振散射特性的灌浆套筒灌浆缺陷检测方法，可准确测出灌浆套筒内的脱空位置。

一种基于声波局部共振散射特性的灌浆套筒灌浆缺陷检测方法，是通过在密实灌浆套筒和待测灌浆套筒同侧的待测部位外进行声波检测，将得到的原始回波信号进行数据处理得到脉冲上包络图，通过式(1)进行数据拟合，再通过式(2)提取声波局部共振散射衰减特征参数α，比较密实灌浆套筒和待测灌浆套筒的特征参数α大小，从而判断套筒内部是否存在脱空或空洞；

式中，x为声时值，x_c为最高幅值时对应的时间，y为声波幅值，y₀为x＝0时的声波初始幅值，e为自然常数，A为上包络函数图的拟合函数在y₀＝0时的最高幅值，α为声波局部共振散射衰减特征参数，w为求α的中间参数，由计算机拟合而得。

优选地，本发明提供的方法步骤如下：

步骤a)建立计算机或实物模型，确定材料及声波参数；

步骤b)根据步骤a中的材料及声波参数确定数据拟合公式，即式(1)和式(2)；

步骤c)在步骤a的待测模型外施加应力波并接收原始回波信号；

步骤d)将步骤c所得原始回波信号进行上包络函数拟合，再将上包络函数图拟合得声波局部共振散射衰减特征参数α；

步骤e)将所得声波局部共振散射衰减特征参数α进行比较，确认待测模型是否脱空。

更优选地，所述方法具体为：

步骤1)在密实灌浆套筒待测位置使用稀土超磁致伸缩换能器施加应力波；