混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷超聲檢測方法研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號：TG115.28學(xué)號：140808520322南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷超聲檢測方法研究混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷超聲檢測方法研究碩士研究生碩士研究生：李娟娟導(dǎo)師導(dǎo)師：?？〗苌暾垖W(xué)位級別申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科、專業(yè)學(xué)科、專業(yè)：儀器儀表工程所在單位所在單位：測試與光電工程學(xué)院答辯日期答辯日期：2017年6月授予學(xué)位單位授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要混凝土由于具有穩(wěn)固、耐久、價

2、格低等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用樓房、橋梁、水利等公共設(shè)施的建設(shè)之中。但是近幾年公路、橋梁坍塌等災(zāi)難事件頻繁發(fā)生，嚴(yán)重危害我們的人身安全和財產(chǎn)安全。為了保證人身財產(chǎn)安全，對混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測已成為我國急需重點解決的問題。對此，本文從聲衰減系數(shù)入手，研究了混凝土復(fù)雜結(jié)構(gòu)對超聲檢測信號和超聲圖像的影響，針對混凝土實際檢測時結(jié)構(gòu)噪聲大，缺陷信號難以有效提取的問題，提出將合成孔徑聚焦成像技術(shù)應(yīng)用到混凝土檢測中。主要研究工作如下：針對混凝土聲衰減大、表面粗

3、糙等不利于測量聲學(xué)特征參數(shù)的問題，利用空氣耦合超聲檢測系統(tǒng)測量混凝土中的超聲波衰減系數(shù)。首先根據(jù)超聲波在空氣中傳播不同距離時聲壓幅值的衰減，計算超聲波在空氣中的衰減系數(shù)；然后根據(jù)超聲波在空氣和混凝土界面處聲壓幅值的變化，計算超聲波在空氣和混凝土界面處的聲壓反射率；最后根據(jù)超聲波在穿過混凝土結(jié)構(gòu)后聲壓幅值的衰減，得到超聲波在混凝土中的衰減系數(shù)。采用有限差分仿真軟件建立混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)值模型，對含有不同深度和大小缺陷的混凝土模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，

4、并搭建實驗系統(tǒng)進(jìn)行實驗，得到缺陷回波信號。通過將數(shù)值模擬的波形與實驗波形對比可知，模擬和實驗信號波形符合良好。根據(jù)測量的衰減系數(shù)為參考依據(jù)，在數(shù)值模擬中加入了相應(yīng)的衰減系數(shù)，分析了不同衰減系數(shù)對檢測結(jié)果的影響。結(jié)果表明：缺陷回波信號幅值隨衰減系數(shù)的增加顯著降低，給混凝土超聲檢測帶來了極大困難。針對實際檢測混凝土?xí)r結(jié)構(gòu)噪聲大，回波信號難以提取的情況，將合成孔徑聚焦成像技術(shù)應(yīng)用到超聲波混凝土檢測中。數(shù)值模擬和實驗結(jié)果表明：將合成孔徑成像算法