摘要
水泥基灌浆材料具有强度高、成型快、膨胀小、流动性大等特点，被广泛用于建筑的改造与加固工程。在水泥基灌浆材料用于建筑的改造与加固工程时，需要一种快速无损的检测方法，去了解关键部位的受力状态。超声波检测技术作为一种快速无损的检测方法在工程中得到广泛应用。本文以水泥基灌浆材料作为研究对象，应用超声波检测技术，通过平测法与对测法两种声波测试方法，对持荷状态下的加固试件进行不同测点的声波测试试验，运用MATLAB编制了相关程序，对试验数据进行了信号分析、统计分析、数据拟合，对不同声学参数与应力之间的相关性进行研究，分析了超声波声-应力相关性的影响因素，可为灌浆料在受力状态的超声波测试技术提供参考。 本文针对水泥基灌浆材料开展声学特性与应力之间的相关性研究，主要开展研究工作包括以下几个方面： 1.通过对国内外文献的进行广泛分析研究，对混凝土中声学特性-应力敏感参数进行探讨，对超声波信号处理技术研究分析。基于快速傅里叶变换和希尔伯特-黄变换理论，运用MATLAB编制了相关程序。 2.设计了灌浆材料、灌浆材料和混凝土组合的两类试件，运用平测法与对测法两种超声波的检测方法进行了持荷状态下的超声波检测试验，探讨了水泥基灌浆材料声学特性与应力之间的敏感关系，从而为寻求水泥基灌浆材料声-应力敏感关系奠定了一定的试验基础。 3.对平测法检测过程中的参数进行了优化研究，研究结果表明：随着测距的增大，波速趋于稳定，当测距大于200mm时可获得较为稳定的结果。 4.运用MATLAB编制了相关程序，对两类试件中的54组共324条超声波信号进行了处理。研究发现在低应力期间灌浆料试件与加固试件的灌浆料部分测试结果基本一致，分析了超声波信号反映水泥基灌浆加固试件的内部力学性能的现象与原理。 5.在试验的数据和超声波处理分析结果的基础上，对数据进行拟合分析，对不同应力状态下水泥基灌浆料加固试件各声学参数与应力拟合曲线相关性与影响因素进行研 究。研究结果表明：声-应力相关性主要受到界面、测试方法和数据处理方法的影响；并找到了8种声-应力较为敏感的声波参数及相应的检测方法，其中在低应力情况下，使用平测法对结构加固灌浆料的灌浆料面进行检测，获取该方法下的首波波幅参数计算应力有着更好的优势。 本文仅对轴向应力弹性状态下对各声学参数进行了研究，提出了使用超声波对水泥基灌浆材料无损检测的建议。研究团队将在复杂应力状态下开展进一步的研究工作。
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