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使用超声波断层扫描检测隧道衬砌中的结构损伤
来源: | 作者:ymssn | 发布时间:2021-12-06 | 28 次浏览 | 分享到:
超声波断层扫描系统(MIRA)用于对包含模拟缺陷的混凝土和喷射混凝土试样进行评估,这些缺陷包括充满空气和水的空隙、水平分层以及粘土块等异常情况。该设备还用于确定试样特性,例如钢筋深度和间距,以及混凝土厚度测量;

现场测试:

数据收集和分析测试是在隧道的主通风口(或压力通风系统)内进行的,本文讨论了其中一个测试区域的评估结果。通过GPR 勘测进行了检测和分析后,选择了该测试地点,GPR 数据是通过在推车上安装 1 GHz 天线收集的。 GPR 雷达图(图 a)显示在地表以下约 38.1 厘米处有一个低密度界面区域,在地表以下约 71.1 厘米处有一个额外的界面。 

测试地点和结果: 

测试地点(图 b)最初被绘制成覆盖一个小区域 (垂直约 1.2 m) ,然而在收集数据并观察到超声波断层扫描系统(MIRA) 结果后,在最左侧边界周围检测到一个潜在的分层区域,然后扩展超声波断层扫描系统(MIRA)测试网格以覆盖尽可能多的潜在分层区域,最终达到超过 4.9 m 的长度和 2.5 m 的宽度,整个扩展地图需要大约 3 小时来测试 (15 分钟/平方米),使用 50-×150-mm测试网格。

 图 b

超声波断层扫描仪

图 C

超声波断层扫描仪

图 D

超声波断层扫描仪

图 E

图 B、C、D、E扫描显示该区域可能存在明显的分层或剥离。(两个黑色矩形和一条线是系统因电线和固定装置而无法扫描的区域。图 C 中显示的 B 扫描描绘了广泛的弯曲分层,其范围从 203 到 508 毫米不等深度,长度超过 3.4 m。图 D中的 C 扫描显示了 305 毫米厚的切片和弯曲分层的平面表面积。由于可能发生分层的显着反射,在与超声波断层扫描系统(MIRA) 地图和 GPR 雷达图一致的深度处的后壁反射无法检测到。因为这条隧道的衬砌厚度取决于任何给定位置的超挖量,明显的分层可能确实是最初的喷射混凝土衬砌与岩石脱粘。图 E中 C 扫描显示了位于表面下方约 63.5 毫米且间距约 410 毫米的增强层。现场提供的隧道蓝图证实了这一发现。由于偏振效应和选择的扫描方向,只能清楚地观察到箍筋。

结论:

超声波断层扫描系统(MIRA)用于对包含模拟缺陷的混凝土和喷射混凝土试样进行评估,这些缺陷包括充满空气和水的空隙、水平分层以及粘土块等异常情况。该设备还用于确定试样特性,例如钢筋深度和间距,以及混凝土厚度测量。评估了该系统检测深度达 205 毫米分层的能力,进行了初步目视检查和 GPR 调查以标记感兴趣的区域。通过该方法确定并由超声波断层扫描系统(MIRA)进行深度测试的测试区域。测试表明超声波断层扫描系统(MIRA)可以检测钢筋网,当扫描设备的极化方向垂直于钢筋并且不存在严重的表面裂纹时分辨率最佳。 超声波断层扫描系统(MIRA) 技术检测到源自表面裂纹的反射区域;该结果表明该系统可用于估计裂纹深度。还发现表面细节的遗漏是裂纹存在的有力指标。 超声波断层扫描系统(MIRA)还检测到距地表 508 毫米更深的异常。超声波断层扫描系统(MIRA)的实验室验证和现场应用表明,该技术在补充常规视觉隧道检查以监测潜在分层和脱粘方面非常强大。