РАЗДЕЛ 2
Теоретическое исследование и разработка Методики экспериментальных исследований
МАТЕРИАЛОВ И образцов кладки
Во втором разделе рассмотрено развитие и определены конкретные методы для
импульсного акустического диагностирования, теоретически построены
дисперсионные кривые и проанализирована эффективность их использования для
оценки однородности кладки при одностороннем доступе к конструкциям. Для
реализации методов МВУ и УМВ получены расчетные соотношения по определению
параметров ударных устройств. Разработана методика экспериментальных
исследований прочностных характеристик и однородности кладки УЗМ, МВУ и УЭМ.
2.1. Развитие методов акустического импульсного диагностирования
2.1.1. Развитие УЗМ. Возможности дальнейшего совершенствования ультразвуковых
теневых методов в основном исчерпаны, что определяет поиск их эффективного
применения в рамках реальных диапазонов измерений. В работе [73] рассмотрена
возможность использования теневого временного метода для контроля качества
заполнения трещин при ремонте конструкций. В качестве возможных ИП были изучены
амплитуда прошедшего импульса (ее ослабление); спектр импульса (его изменение);
время (диапазон) распространения сигнала от излучателя к приемнику.
Амплитуда и спектр прошедшего импульса были признаны неэффективными параметрами
вследствие сложностей в обеспечении постоянства акустического контакта при
выполнении измерений в производственных условиях и установлении численных
критериев оценки качества заполнения трещин. Наиболее приемлемым ИП для оценки
качества заполнения трещин по сравнению с остальными было определено время
распространения ультразвука от излучателя к приемнику, которое в данном случае
является интегральной характеристикой УЗ сигнала. Данный вывод основан на
изменении ширины «звукового мостика» (глубины заполнения трещины) и
происходящих при этом изменениях амплитудных и спектральных составляющих
прошедшего сигнала, которые в свою очередь будут отражаться и на времени
распространения УЗ при условии его измерения в режиме максимального усиления.
Регистрация данного информативного параметра выполнялась серийным
ультразвуковым прибором УК-14ПМ с устройством для поверхностного прозвучивания
(УПП). Прибор обеспечивал измерение времени распространения ультразвука с
относительной погрешностью, не превышающей ± 1,5%. В качестве строительного
ремонтного материала исследовалось минеральное вяжущее вещество Spinor A12,
состоящее из композиции тонкомолотого цемента и шлака.
По результатам исследований разработана и проверена в производственных условиях
методика оперативного ультразвукового контроля качества заполнения
поверхностных трещин в бетоне ремонтным материалом. В качестве критерия полного
поверхностного заполнения, связанного с разрешающей способностью, принято
условие, при котором ремонтный материал заполняет трещину на глубину 30 мм. При
такой и большей глубине заполнения трещины ремонтным материалом значимых
изменений информативного параметра не происходит.
Полученные результаты позволили сделать вывод о том, что основной перенос
энергии ультразвуковых импульсов при использовании устройств типа УПП
происходит в поверхностном слое глубиной до 30 мм. Применительно к материалам
кладки это означает, что такой поверхностный слой является информационным при
использовании УЗМ.
Ультразвуковая эхо-дефектоскопия развивается в направлении использования
поперечных волн [74], которые возбуждаются и принимаются матричной решеткой УЗ
преобразователей с сухим точечным контактом. Методические и технические приемы
по формированию поперечных волн в работе не рассматриваются. Реализующий это
направление УЗ дефектоскоп А1220, разработанный МНПО «Спектр» (Россия),
выпускается серийно. Он состоит из антенного устройства с решеткой из 24 (4х6)
ПА и электронного блока с графическим дисплеем. Минимальные протяженные дефекты
диаметром 50 мм обнаруживаются в бетоне марки 400 на глубине до 40 см. С учетом
ограниченной разрешающей способности по глубине выявления дефектов, а также
слоистой структуры кладки, этот метод не будет эффективным для исследований
каменных конструкций при одностороннем доступе к ним.
Применительно к каменным конструкциям ультразвуковое импульсное
диагностирование получило развитие в г. Санкт-Петербурге (Россия). Большой
вклад в развитие УЗМ для оценки состояния керамической кладки внес Алешин Н.Н.
[52]. В его теоретических и экспериментальных исследованиях решались следующие
задачи: определения упругих свойств кладки по значениям скоростей СL ,СT, СR;
динамических модулей EД, GД; изучалась упругая анизотропия и зависимость
упругих параметров от физического состояния (влажности, пористости, наличия
трещин).
В экспериментах использовались как изготовленные, так и отобранные из
конструкций образцы кладок размером 50 х 50 х 120 см, образцы камня и кирпича,
плитки и кубики растворов. Большой объем исследований выполнен непосредственно
на конструкциях. Использовались методики сквозного прозвучивания,
продольно-поперечного и кругового профилирования. Измерения выполнялись на
базах от 4 см до 120 см с помощью серийных аналоговых приборов типа УКБ-1М,
ДУК-20, УК-10П. На максимальных базах прозвучивания использовались ПА с рабочей
частотой 25 кГц.
Установлено, что скорости распространения продольных волн, идущих поперек
слоистости, почти всегда меньше скорости вдоль слоев. Величины продольных и
поперечных волн, измеренные в плоскости напластования по радиальным профилям,
от направления распространения волны не зависят. Скорости распространения
диспергирующих поперечно-поверхн
- Київ+380960830922