工程層狀結(jié)構(gòu)中的彈性波及其應(yīng)用.pdf

1、層狀結(jié)構(gòu)是工程中普遍存在的結(jié)構(gòu)類型，層狀結(jié)構(gòu)中的界面是工程中的關(guān)鍵部位，界面粘接質(zhì)量的好壞直接影響著工程的運(yùn)營(yíng)年限和使用安全。因此，界面粘接質(zhì)量的檢測(cè)，是加強(qiáng)工程后續(xù)施工質(zhì)量控制的重要保障，也是消除沉降、漏水、坍塌等安全隱患的必要手段，更是確保工程設(shè)計(jì)使用壽命的有效步驟。工程中常使用的檢測(cè)方法是彈性波檢測(cè)法，也是檢測(cè)層介質(zhì)界面加固粘接質(zhì)量比較有效的無(wú)損檢測(cè)方法，研究各因素對(duì)彈性波在工程的層狀結(jié)構(gòu)中的傳播效應(yīng)的影響，對(duì)合理設(shè)計(jì)出針對(duì)工程實(shí)

2、際問(wèn)題的檢測(cè)方案具有重要的意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴層介質(zhì)材料波阻抗比對(duì)彈性波在工程層狀結(jié)構(gòu)中的傳播影響。采用ANSYS有限元軟件的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析模塊，分別建立介質(zhì)置換層材料類型為混凝土、硬質(zhì)巖、軟質(zhì)巖、泥巖的工程層狀結(jié)構(gòu)有限元模型。以界面粘接質(zhì)量好壞進(jìn)行劃分，分別構(gòu)造完整界面和缺陷界面模型，并進(jìn)行求解分析，結(jié)果表明：異質(zhì)性條件下相比均質(zhì)性條件下，反射信號(hào)突出，并隨介質(zhì)波阻抗比降低愈加明顯；因?yàn)槿毕莸拇嬖?，使得?yīng)力波以擾動(dòng)

3、形式繞射傳播到缺陷下表面，進(jìn)而在內(nèi)層介質(zhì)中傳遞能量，而當(dāng)介質(zhì)波阻抗差異面明顯時(shí)，透射能量減少，在缺陷兩側(cè)的反射能量增強(qiáng)。⑵界面粗糙度對(duì)彈性波在工程層狀結(jié)構(gòu)中的傳播影響。采用ANSYS有限元軟件的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析模塊，分別建立以曲率為0、0.25、0.5、0.75、1來(lái)表征不同界面粗糙度的兩層層狀結(jié)構(gòu)有限元模型。以界面形貌差異進(jìn)行劃分，分別構(gòu)造出存在不同界面缺陷的模型，并進(jìn)行求解和分析，結(jié)果表明：當(dāng)界面出現(xiàn)復(fù)雜形貌并隨粗糙度逐漸增加的情況下

4、，多次反射次數(shù)逐漸減少、時(shí)間逐漸減短，當(dāng)粗糙度達(dá)到一定程度時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)反射波形，說(shuō)明形成延時(shí)反射信號(hào)不一定是因?yàn)闄z測(cè)對(duì)象存在孔洞等缺陷，而只是界面粗糙程度較高導(dǎo)致。⑶界面缺陷對(duì)彈性波在工程層狀結(jié)構(gòu)中的傳播影響。通過(guò)有限元軟件ANSYS構(gòu)造鋼筋混凝土三層層狀結(jié)構(gòu)，首先為了判斷缺陷尺寸對(duì)彈性波在其中傳播的影響，分別建立了缺陷橫向尺寸變化對(duì)比的四組模型和缺陷縱向尺寸變化對(duì)比的四組模型，其次為了判斷缺陷定位相對(duì)信號(hào)接收位置對(duì)彈性波傳播影響，分別