结构非破损检测方法第2次课ppt课件.ppt

1,1,结构试验技术Structural Testing Technology 陈再现 副教授、博士,上课了！,2,6.2 混凝土结构的非破损检测技术,6.2.5 拔出法,一、基本原理,用一金属锚固件预埋入混凝土内（预装发）或在构件上钻孔埋人一金属锚固件（后装法），然后测试锚固件从混凝土中被拔出时的拉力，并由此推算混凝土的抗压强度。,3,二、操作仪器,钻孔机,磨槽机,锚固件：胀簧、胀杆、锚杆,拔出仪,力传感器：显示仪表,4,二、操作步骤,钻孔：用电钻带动空心钻头使钻头与混凝土表面保持垂直、均匀下钻，要求直径200.1mm，三点支撑钻55mm 深，圆环支撑钻50mm 深即可,磨槽：将磨槽机上的金刚砂轮放入钻好的内孔，在距表面35mm（三点支撑）或30mm（圆环支撑）处加工出一个288mm 的环形沟槽，作为锚具拉拔时的的承力点，磨槽时将定位盘紧紧压在混凝土表面上，沿钻孔四周均匀移动，当金刚砂轮中心杆与钻孔壁相撞时，即可停止磨槽。,5,二、操作步骤,安装锚具：将胀簧放入钻好的成型孔内，用胀杆将胀簧胀开，卡在定位槽内，然后将拉杆拧紧，应检查锚具是否与混凝土表面垂直,安装拉拔仪：将拉拔仪套入到安装好的锚具上，拧紧螺母。,拉拔：将仪表清零，顺时针旋转压力阀，将压力油传送到油缸内使活塞向上移动，开始对混凝土施加拉拔力，当局部混凝土破坏时，可直接读出该测点的最大拔出力（最高峰值），做好记录。,6,7,三、检测技术,单个构件均匀布置3个测点。当三个拔出力中最大值或最小值与中间值之差均大于中间值的15%，应在最小拔出力测点附近增加2点,批量抽检不少于30%，且不少于10件，每个构件3点测点,测点优先布置在侧面，应避开接缝、蜂窝、麻面部位和混凝土表层的钢筋、预埋件。,8,四、数据处理,1、砼强度换算值：,混凝土强度换算值,拔出力,测强公式回归系数,9,四、数据处理,2.制定测强曲线所有材料与被测结构混凝土的材料有较大差异时，可采用钻芯法修正。芯样数量不少于3个，每个芯样附近做3个测点拔出试验，修正系数按下式计算：,修正系数,第i个混凝土芯样试件抗压强度值,对应于第i个混凝土芯样3个拔出力平均值的混凝土强度换算值,芯样数量,10,四、数据处理,3、单个构件混凝土强度推定值：,以构件的强度换算值（或修正系数乘以强度换算值）作为该构件的混凝土强度推定值,当未加测点时，取3个拔出力中的最小值,当加测2点时，取加测2个测点与最小拔出力的平均值和前3个拔出力中间值的较小值,如何确定拔出力？,11,四、数据处理,4、批量构件混凝土强度推定值：,较大值,5.当出现下列情况时，应全部按单个构件检测。（1）换算强度平均值小于等于25MPa时，（2）换算强度平均值大于25MPa时，,12,6.2 混凝土结构的非破损检测技术,6.2.6 内部缺陷的超声检测技术,一、基本原理,采用超声波检测仪，测量超声脉冲的纵波在结构混凝土中的传播速度，波形信号的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷。,超声波通过缺陷会产生绕射、反射，绕射使传播速度变小，声时偏长；反射使能量显著衰减，波幅和频率明显降低，接收波形平缓甚至发生畸变。据此，判断和评定混凝土的缺陷和损伤情况。,13,二、判别方法,声时法(又称声速法)：利用超声波遇到孔洞等缺陷时产生绕射或直接穿过缺陷中低速介质时，从声时的变化而进行的量测,振幅法：利用缺陷对声波的衰减比无缺陷处大，接收波振幅将减小的特点，根据首波振幅的异常变化确定缺陷。,14,二、判别方法,波形法：利用超声波遇到缺陷时，连续性被破坏，传播路线受干扰，使接收波波形发生畸变和首波到达接收探头时间的滞后，来判别缺陷，如图所示,（a）无缺陷时波形 (b) 有缺陷时波形,15,二、判别方法,频率法：即利用混凝土中质量的不同，对超声脉冲波中的高频分量吸收、衰减也不同，致使接收波的频谱发生变化。有缺陷处，接收波的高频分量相对减少，低频分量则相对增大。因此可从接收的频率值检出缺陷。,16,三、裂缝检测,1、垂直裂缝检测,如果裂缝部位具有两个相互平行的测试表面，可采用对测法：二探头相对，从裂缝顶部开始，逐渐向尖端移动扫描，当测得声时趋于稳定时，即为裂缝的终止。,17,三、裂缝检测,1、垂直裂缝检测,裂缝所在部位只有一个表面可供超声检测时（如混凝土路面、飞机跑道、洞窟建筑和大体积结构等）采用单面平测法。,：无裂缝砼中的传播时间。,：有裂缝砼中的传播时间。,18,三、裂缝检测,1、垂直裂缝检测,对很深的裂缝，侧向又无法探测，当用一般方法穿透能量不足时，可钻孔用径向增压式探头如图的方法检测（测试前测孔中灌注清水）,19,三、裂缝检测,2、斜裂缝检测,20,三、裂缝检测,2、斜裂缝检测,确定裂缝走向：将一探头固定放置在直线上某一测点A，另一探头置于裂缝的另一边靠近裂缝的B1点，测得声时t1后再稍许外移，此时声时若减小，则裂缝走向与探头的移动相同，反之则相反。,裂缝末端的确定：如图所示，在B探头由B1到B2的移动过程中，记下声时值最小的测点B3，从B3引测试面的垂直线，该直线必与裂缝末端O相交,21,四、不密实区和空洞检测,1、对测法,具有两对互相平行的测试面。在测区的两对相互平行的测试面上，分别画间距为200300mm的网格，确定出测点的位置。,22,四、不密实区和空洞检测,2、斜测法,只有一对相互平行的测试面。在测区的两个相互平行的测试面上，分别画出交叉测试和两组测点位置,23,四、不密实区和空洞检测,3、钻孔法,测试距离较大。在测区的适当部位钻出平行于结构侧面的测试孔，直径范围为4550mm，其深度视测试需要决定,24,五、表面缺陷检测,表面平测法：每次移动距离不大于100mm，每测区内不少于5个测点。,1、测量方法,25,五、表面缺陷检测,绘时-距坐标图，坐标图上的转折点即为分界面，由此可求得超声波在损伤混凝土与密实混凝土中的传播速度及损伤厚度。,2、数据处理,26,五、表面缺陷检测,2、数据处理,27,6.2 混凝土结构的非破损检测技术,6.2.7 混凝土内钢筋位置检测,一、基本原理,电磁感应原理：混凝土是带弱磁性的材料，而结构内配置的钢筋是带有强磁性的。钢筋测试仪的探头接触结构混凝土表面，探头中的线圈通过交流电，线圈周围就产生交流磁场。该磁场中由于有钢筋存在，线圈中产生感应电压。该感应电压的变化值是钢筋与探头的距离和钢筋直径的函数。钢筋愈靠近探头、钢筋直径愈大时，感应强度变化也愈大。,28,2、钢筋探测仪,29,3、基本操作,将探头放置在被检测体表面，探头平行钢筋、沿钢筋走向的垂线方向匀速移动探头。,当探头到达被测钢筋正上方时，仪器发出提示（鸣声、颜色变化显示），此处下方有钢筋，在相反方向的附近位置慢慢往复移动探头，同时观察屏幕上的信号值，最大值的位置即是钢筋的准确位置，就可检测出被测钢筋的直径和保护层厚度,30,3、基本操作,31,6.3 钢结构的无损检测技术,表面硬度法,强度检测,缺陷检测,超声法,32,6.3 钢结构的无损检测技术,6.3.1 表面硬度法检测钢材强度,一、基本原理,利用布氏硬度计来测定：由硬度计端部的钢珠受压时在钢材表面和已知硬度标准试样上的凹痕直径，测得钢材的硬度，并由钢材硬度与强度的相关关系，经换算得到钢材的强度。,33,二、数据处理,34,6.3.2 超声法检测钢材和焊缝缺陷,一、基本原理,超声法检测钢材和焊缝缺陷，其工作原理与检测混凝土内部缺陷相同，试验时较多采用脉冲反射法，工作频率为0.52MHz。超声波遇到不同介面（构件材料表面、内部缺陷和构件底面）时，会产生部分反射。如材料完好，内部无缺陷测时，显示屏上只有起始脉冲（始波）和底脉冲（底波），不出现缺陷反射波（伤波）。反之会出现缺陷反射波,35,6.4 砌体结构的非破损检测技术,检测砌体抗压强度：扁顶法、原位轴压法检测砌体工作应力、弹性模量：扁顶法检测砌体抗剪强度：原位单剪法、原位单砖双剪法检测砌筑砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法和射钉法、贯入法。,36,6.4 砌体结构的非破损检测技术,6.4.1 扁顶法测定砌体抗压强度,一、基本原理,采用扁式液压千斤顶在墙体上进行抗压试验，检测砌体的受压工作应力、弹性模量和抗压强度,37,二、试验装置,250,7皮或8皮砖,38,二、试验步骤,实测墙体受压工作应力：测试开槽前角标距离：采用手持式应变仪测量两角标初始距离3次，取平均值开槽:在砖墙内开凿两条间距7皮或8皮砖水平灰缝，并清理干净，再次测量开槽后两角标间的距离，取3次平均值试验：在槽内装入扁顶，逐级加载，直至实测变形值达到开槽前的读数，此时加载系统压力表显示的压力就是墙体的受压工作应力,实测墙内砌体抗压强度和弹性模量：开槽:在砖墙内开凿两条间距7皮或8皮砖水平灰缝，在槽内装入扁顶试验：采用静载试验加载制度得到砌体的受压破坏荷载,39,三、加载步骤,（1）预加载：正式加载前，10的预估破坏荷载值；（2）正式加载：每级荷载为预估破坏荷载的10（1-1.5min加完），然后恒载2min，（3）破坏荷载：加载至80的极限荷载时，持续加载，至槽间砌体破坏。极限状态槽间砌体裂缝加剧和增多，油压表指针回退。,40,四、测点布置,（1）测试部位宜选择墙体中部距离楼地面1m左右高度处，槽间砌体的墙体宽度不应小于1.5m；（2）同一墙体，测点不宜多于1个，且优先选择中间部位；多于1个时，水平净距不得小于2.0m；（3）测试部位不得选在挑梁下，应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内；,41,五、数据处理,（1）油压表读数确定荷载值；（2）槽间砌体抗压强度：,42,五、数据处理,（3）槽间砌体抗压强度换算成标准砌体的抗压强度：,43,五、数据处理,砌体强度推定值：当测区数少于6时，取测区砌体抗压强度的最小值fm,min作为检测单元的强度标准值。当测区数不小于6时，按下式计算：当测试结果变异系数大于0.20时，应检查离散性大的原因,同一检测单元的强度标准方差,计算系数，按表6.5采用,44,6.4.2 原位轴压法测定砌体抗压强度,砂垫层,扁式千斤顶,反力板,拉杆,原位压力机测试工作状态,七皮砖,和扁顶法基本原理完全相同。采用平衡拉杆形成自平衡体系进行加载，对墙体其它部分无影响,45,6.4.3 原位单砖双剪法测定砌体抗剪强度,一、基本原理,采用专用的原位剪切仪，在墙体上对单块顺砖进行剪切试验，检测砖砌体沿通缝截面的抗剪强度。,46,6.4.3 原位单砖双剪法测定砌体抗剪强度,二、加载装置,47,6.4.4 回弹法测定砌体砂浆强度,一、基本原理,采用专门的砂浆回弹仪检测砖砌体内的砌筑砂浆强度，基本原理同砼。本方法不适用于推定高温、长期浸水、化学侵蚀和火灾情况下的砂浆抗压强度。,48,6.4.4 回弹法测定砌体砂浆强度,二、测位布置,测试部位宜选在承重墙的可测面上，每个测位的面积宜大于0.3m，测位数5个，每个测位内均匀布置12个弹击点，测点间距20mm。测位、测点应处理干净、平整。,每检测单元随机选择6个构件作为6个测区。当一个检测单元不足6个构件时，应将每个构件均作为一个测区,49,6.4.4 回弹法测定砌体砂浆强度,三、检测技术,测试：每个测点连续弹击3次，第1、2次不读数，仅记录第3次的回弹值。测试时回弹仪应始终处于水平状态，其轴线应垂直于砂浆表面。,在每一测位内，选择13处灰缝，用游标尺和1的酚酞试剂测量砂浆的碳化深度，读数应精确至0.5mm。,50,6.4.4 回弹法测定砌体砂浆强度,三、数据处理,回弹值：从每个测位的12个测点的回弹值中，分别剔除最大值和最小值，按余下的10个回弹值计算算术平均值R。,每个测位的平均碳化深度d ：取该测位各次测量的算术平均值,精确至0.5mm。d3mm时，取3.0mm。,51,6.4.4 回弹法测定砌体砂浆强度,三、数据处理,砂浆强度换算值：根据该测位的平均值和平均碳化深度值，计算第i测区第j个测位的砂浆强度换算值。,52,6.4.4 回弹法测定砌体砂浆强度,三、数据处理,砂浆强度推定值：当测区数少于6时，取测区砂浆抗压强度的最小值f2,min作为检测单元砂浆的抗压强度。当测区数不小于6时，取f2,m 和4/3f2,min的较小值当测试结果变异系数大于0.35时，应检查离散性大的原因,53,6.4.5 推出法测定砌体砂浆强度,一、基本原理,利用推出仪从砖砌体中推出单块丁砖，测得水平推力及推出丁砖下部的砂浆饱满度，利用砂浆抗压强度与水平灰缝砂浆抗剪强度、砂浆饱满度之间的相关关系，推算砌筑砂浆的抗压强度。该方法适用于推定240mm厚普通砖墙中强度等级为M1M15的砂浆强度。,54,6.4.5 推出法测定砌体砂浆强度,二、测点布置,测点布置：测点以均匀布置在墙上，应避开施工中的预留孔洞。,测点数量：每检测单元随机选择6个构件作为6个测区。当一个检测单元不足6个构件时，应将每个构件均作为一个测区,55,6.4.5 推出法测定砌体砂浆强度,三、测点处理,在A点钻约40mm的孔，用锯条自A至B锯开灰缝，用扁铲打入上层灰缝，取出两块顺砖；用锯条切割被推丁砖两侧竖向灰缝（图中虚线所示）。在开洞及清理灰缝时，不能扰动被推丁砖。,试件加工示意图,56,6.4.5 推出法测定砌体砂浆强度,四、测试装置,57,6.4.5 推出法测定砌体砂浆强度,五、数据处理,58,三、数据处理,砂浆强度推定值：当测区数少于6时，取测区砂浆抗压强度的最小值f2,min作为检测单元砂浆的抗压强度。当测区数不小于6时，取f2,m 和4/3f2,min的较小值当测试结果变异系数大于0.35时，应检查离散性大的原因,6.4.5 推出法测定砌体砂浆强度,59,谢谢！,