地铁隧道衬砌脱空的雷达探测法

针对地铁隧道衬砌脱空缺陷检测现状的不足,为了更好地对脱空段空洞的具体形态作出判断,通过试验室模拟,在试件表面制作了不同形状、大小和埋深的空洞缺陷,然后使用探地雷达对其进行检测。在对雷达反射波波形图分析的基础上,进一步进行了2D切片分析和3D透视成像处理,结果更清晰地查明了空洞的位置和尺寸,进一步提高了图像解释的准确度。     

红外热像技术在外墙外保温系统安全性检测中的应用研究

制作了3片预设缺陷的外墙外保温系统模型试件，包括2片不同厚度的EPS板薄抹灰外保温系统试件和1片无机保温砂浆外保温系统试件。为研究不同季节室外温度对红外热像检测结果的影响，分别在春季和夏季对3个试件进行了红外热像定时拍摄。检测结果表明，保温材料的种类和厚度会影响缺陷区域与完好区域表面温度差随室外温度变化的规律；检测当天的环境温度波动越大，外保温系统表面温度差越大；对于保温材料厚度较薄的外墙外保温系统，红外热像技术可识别出保温层与基层间的缺陷，但无法根据红外热像获得的温度差确定缺陷的类型、保温材料缺失程度等详细情况；红外热像技术可识别出外保温系统中的锚栓分布情况，因此可用于外墙外保温系统构造措施检测。由于红外热像技术不能准确识别所有缺陷，工程现场检测时为保证检测结果的可靠性和准确性，仍应辅以其他检测手段。     

带脱空缺陷的不锈钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究和有限元模拟

球冠形脱空缺陷已被发现存在于钢管混凝土结构横向构件中,该脱空现象对不锈钢管混凝土拉弯构件的力学性能影响尚未明确,因此完成了8个不锈钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括4个带球冠形脱空缺陷不锈钢管混凝土试件和4个无脱空不锈钢管混凝土对比试件。试验参数为脱空率和偏心距,通过对比分析试验结果以明晰上述参数对带球冠形脱空缺陷的不锈钢管混凝土试件在偏拉作用下的力学性能影响规律。试验结果表明:在同一脱空率下,试件的承载力随偏心率的增大而减小;在同一偏心率下,试件的承载力随脱空率的增大而减小;偏心率越大,脱空缺陷对试件承载力系数影响越明显。此外,在合理选择不锈钢管与混凝土本构关系的基础上,建立了带缺陷的不锈钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合良好。     

红外技术检测建筑外墙抹灰缺陷试验研究

通过对不同尺寸,充水和空气的预设缺陷,在不同时间段进行红外热成像检测对比试验,研究红外热成像技术检测抹灰砂浆缺陷的有效性和影响因素,研究结果表明,红外热成像技术对含空气的空鼓缺陷的检测是有效的;空鼓面积和厚度越大,效果越明显;最适合的检测时间段是在早上环境温度上升过程中。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件滞回性能试验研究

以脱空率和轴拉比为主要参数,对4根带球冠形脱空缺陷及2根无脱空的钢管混凝土试件进行了滞回性能试验研究,考察了球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯试件的破坏模式、侧向荷载-位移滞回曲线、以及承载力的影响,分析了不同脱空率和轴拉比对带缺陷试件的滞回性能影响规律。试验结果表明:球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件的侧向荷载-位移滞回曲线及骨架线影响较小,但加剧了夹具两侧外钢管的屈曲,并使核心混凝土在跨中部位的裂缝更加密集;试件的承载力随着脱空率的增大而降低;轴拉比对无脱空试件承载力影响不明显,而球冠形脱空缺陷试件承载力随轴拉比的增大而降低。     

不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响

为研究不同衬砌缺陷对隧道结构整体安全性的影响,以某实体隧道工程为依托,采用荷载 结构法建立有限元数值模型,分别对衬砌在正常状态、强度不足、厚度不足及背后脱空4种工况下进行数值计算,对比分析了不同衬砌缺陷对结构安全性的影响。结果表明:当隧道衬砌存在强度不足和厚度不足缺陷时,缺陷部位单元的安全系数减小,而其他部位的安全系数基本不变,随着衬砌厚度不足程度的加深,相应缺陷位置的安全系数也随之降低;当衬砌背后脱空面积较大时,衬砌脱空部位与其相邻位置处的剪力和弯矩均发生正负突变,衬砌结构受力与变形模式发生改变,脱空区域安全系数明显减小,但脱空部位相邻区域衬砌结构的安全系数反而增大,其他部位安全系数没有明显变化,与正常状态下基本保持一致。     

水泥混凝土路面不同脱空类型受力特性研究

在工程实践过程中,经常会遇到水泥混凝土路面的板角脱空现象。为研究水泥混凝土路面不同程度的板角脱空在车辆荷载下的受力特性,运用ABAQUS有限元软件建立三维有限元模型,通过理论计算的方法得到不同脱空形态的截面曲线,对不同脱空类型情况下面板荷载应力随面板厚度、轮胎接地压力、脱空域尺寸与初始脱空深度的变化规律进行了分析。结果表明:相对完全脱空路面结构是介于完好路面结构与绝对完全脱空之间的脱空形式,其面层板荷载应力与荷载增加率随着初始脱空深度的增加而增大;Ⅱ型非完全脱空代表基层顶面骨料水损更严重的情况,其荷载应力增加率大于Ⅰ型非完全脱空情况下的相应值,且均小于绝对完全脱空情况下的相应值;通过回归分析得到不同厚度混凝土面层板情况下其面层板荷载应力随脱空尺寸与初始脱空深度变化的计算公式,可为工程实践提供参考。     

脱空缺陷对钢管混凝土压弯扭构件力学性能的影响研究

为研究脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合作用下力学性能的影响,对14根(包括6根带脱空缺陷试件、6根无脱空试件以及2根空钢管试件)压弯扭复合作用下的试件进行试验研究。以轴压比、弯扭比为主要试验参数,考察带缺陷试件的破坏模式和脱空缺陷对荷载-位移关系曲线、扭矩-转角关系曲线的影响。试验结果表明:脱空缺陷的存在对试件的破坏模式影响并不显著,但会降低试件的承载力;对于带脱空缺陷的试件,轴压比和弯扭比的增加均导致试件承载力系数有所降低。     

带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯扭复合#br# 受力作用下的滞回性能研究

为研究环向脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合受力作用下抗震性能的影响,进行了12个钢管混凝土试件（包括8个带缺陷试件、2个无脱空试件以及2个空钢管对比试件）在恒定轴压力和反复弯扭耦合荷载作用下的滞回性能试验。试验主要参数为：脱空率、弯扭比和轴压比。基于试验结果考察了带脱空缺陷的钢管混凝土试件在压弯扭复合受力作用下的破坏模态,并分析了脱空对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度和耗能等力学指标的影响规律,结果表明：环向脱空缺陷的存在会改变钢管混凝土构件的破坏模态,并使试件的承载力、刚度和耗能能力有不同程度的降低。同时,建立钢管混凝土压弯扭构件的有限元模型,分析环向脱空对构件承载力系数,以及钢管与核心混凝土接触时刻的影响规律,在此基础上提出相关工程建议。     

超声波检测矩形钢管混凝土脱空缺陷的研究

超声波作为检测钢管混凝土内部密实度和缺陷的重要手段,在国内工程检测领域已得到应用。本文以足尺矩形钢管混凝土试件作为研究对象,对自密实混凝土的脱空缺陷采用超声波进行测试,提出了较为准确的脱空缺陷声速判断方法。采用压力灌浆对缺陷进行处理试验并进行效果验证,提出有效的处理方法。     

压弯剪复合受力作用下带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件力学性能研究

以剪跨比和脱空率为主要参数,对12根带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件和2根无脱空对比构件在压弯剪复合作用下的力学性能进行试验,考察环向脱空缺陷对钢管混凝土压弯剪试件的破坏模式、荷载-位移曲线、极限承载力的影响。试验结果表明:试件的抗剪承载力随着脱空率的增大而显著降低,带缺陷试件的抗剪承载力随着剪跨比的减小而增大。通过带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯剪复合作用下的有限元分析模型,对带缺陷试件的钢管与核心混凝土之间接触应力的发展情况进行模拟,界定了其受弯和受剪状态的界限剪跨比。     

建筑外墙饰面层内部缺陷红外热像法检测试验研究

利用红外热像仪对建筑外墙饰面层(包括砂浆饰面层和饰面砖饰面层)内部缺陷进行检测试验,研究饰面层内部缺陷在外部热源辐射下的表面温度变化特征,得出饰面层表面温度随时间、空间的分布及变化规律,并分析内部缺陷的厚度、面积大小、埋置深度等因素对红外热成像效果的影响。试验结果表明,厚度越大、面积越大、深度越浅的内部缺陷越容易被检测出来;缺陷沿其宽度方向的表面温度关于其最大温度点呈近似对称关系。基于试验结果,采用统计分析的方法建立了缺陷面积大小预测模型。     

带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件压弯剪复合作用下的滞回性能试验研究

进行了12根钢管混凝土柱(4根无脱空柱、8根带环向脱空缺陷柱)在压弯剪复合作用下的滞回性能试验,试验参数包括剪跨比和脱空率。通过试验考察带环向脱空缺陷的钢管混凝土柱在压弯剪复合作用下的破坏形态,并详细分析了脱空缺陷对试件滞回曲线、骨架曲线、刚度和耗能能力的影响。结果表明:剪跨比和脱空率对试件的受剪承载力、剪切刚度和耗能能力有较大的影响,随着剪跨比增大试件的剪切刚度减小;随着脱空率增加,试件的受剪承载力和耗能能力均降低。     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

为研究球冠性脱空缺陷对钢管混凝土拉弯性能的影响机理,完成了24根钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括16根带球冠形脱空缺陷试件和8根元脱空对比试件,考察了脱空率和偏心率对带球冠形脱空缺陷试件的承载力、拉力-位移关系曲线、弯矩-曲率关系曲线、应变发展的影响规律.试验结果表明:随着脱空率的增大,带脱空缺陷试件的承载力有所降低;随着偏心率的增大,脱空缺陷对钢管混凝土承载力的不利影响趋于显著.建立了带脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,其计算结果和试验结果吻合良好.采用有限元模型对带脱空缺陷构件的工作全过程进行了分析,揭示了脱空缺陷对钢管与混凝土之间相互作用的影响机理,并对脱空率、混凝土强度、钢材强度和含钢率等重要影响因素开展了参数分析,分析结果表明:随着脱空率的增大、钢管混凝土拉弯承载力总体呈线性下降的趋势,降低混凝土强度、提高钢材强度和含钢率对承载力下降幅度的影响并不显著.最后,基于参数分析结果提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的钢管混凝土拉弯承载力简化计算公式.     

装配式混凝土结构内部缺陷无损检测试验研究

为了研究装配式混凝土结构内部缺陷的检测方法,设计制作了含有不同类型缺陷的装配式混凝土结构用叠合构件,并对试件内部缺陷进行了基于阵列超声和电磁波雷达的无损检测方法试验研究。结果表明:阵列超声法检测得到的结果与试件内部缺陷设计情况吻合度较高,通过不同二维断面成像的分析,可有效识别混凝土内部孔洞、夹杂及脱空等缺陷;当缺陷与测试面间不存在钢筋或钢筋处于内部缺陷边缘且缺陷尺寸较大时,采用电磁波雷达法可有效地定位混凝土构件内部缺陷,但对于非金属类夹杂或孔洞可能会出现漏检情况。与阵列超声法相比,水平投影定位精度偏差较大,通过后处理软件得到的水平二维图像内部缺陷位置及大小的准确性也有待进一步提高。研究结果可为装配式混凝土结构质量控制和验收提供参考和依据。     

X射线检测套筒灌浆试件内部缺陷试验研究

钢筋灌浆套筒连接是装配式混凝土结构节点的主要连接方式,灌浆料的密实度是影响节点受力性能的关键因素。采用Y.MU2000-D型X射线试验机,对不同规格的灌浆套筒试件进行了缺陷检测研究,选择了合适的管电流和管电压,X射线技术能够识别试件中厚度1 mm的灌浆缺陷。根据X射线工作原理,提供了缺陷尺寸的计算方法,这项技术可用于套筒平行试件内部灌浆质量的验收。     

不同受荷条件下脱空缺陷对钢管混凝土构件的承载力和刚度的影响分析

为了解脱空缺陷对钢管混凝土在不同受荷条件下的力学性能影响,将已有报道中不同受荷条件下(压弯、拉弯、压弯扭等)带脱空缺陷试件的承载力和刚度折减系数的变化规律进行比较,并对脱空的影响规律进行探讨。结果表明:在承受压弯荷载时,偏心受压为最不利荷载条件;轴压比和轴拉比分别为压弯荷载和拉弯荷载加载路径下影响带缺陷试件承载力的重要因素;滞回作用能加剧压弯荷载加载路径下的承载力折减;轴压比为0. 3时,脱空对压弯构件承载力和刚度的影响最小;压弯荷载对带缺陷构件承载力的影响比压弯扭荷载更为不利。     

足尺圆形钢管混凝土试件超声波检测脱空缺陷及处理研究

超声波作为检测钢管混凝土内部密实度和缺陷的重要手段,在国内工程行业得到广泛的应用。以1∶1足尺圆形钢管混凝土试件为研究对象,对自密实混凝土的脱空缺陷采用超声波进行测试,提出较为准确的脱空缺陷声速判断方法。采用压力灌浆对缺陷进行处理并进行效果验证,最终提出有效的处理方法。     

钢板组合剪力墙界面脱空的红外热成像法检测

基于传热学理论,利用红外热成像检测技术对钢板组合剪力墙界面脱空问题进行了研究。结果表明,采用主动式热激励和被动式热激励加热两种方式可以有效识别出钢板组合剪力墙界面脱空的缺陷位置和尺寸,当钢板壁厚为1 mm时,可识别1 cm^2以上的缺陷;钢板壁厚为3 mm和5 mm时,可识别4 cm^2以上的缺陷。合理控制热激励功率和时间可以有效减小缺陷尺寸识别的误差率。结合工程实际,红外热成像法可以识别出钢板组合剪力墙界面脱空缺陷及未浇筑区域,便于在浇筑混凝土时进行实时跟踪检测。