توضیحات
ABSTRACT
Ultrasonic non-destructive testing (NDT) technology has been widely used for defect inspection of concrete structures in civil engineering. However, most of the current data processing methods can only provide qualitative information regarding the existence of concrete inner defects. In this study, an ultrasonic inner defects inspection approach with a high-resolution imaging method which combines travel time tomography (TTT) and reverse time migration (RTM) is proposed for concrete and concrete-filled steel tube (CFST) columns. TTT estimates a reasonable distribution of ultrasonic velocity over the cross-section of the concrete and CFST columns from the first arrival time of the ultrasonic transmission signal. The velocity distribution is used as an input of the initial model for RTM to image the defects inside the concrete and CFST column cross-sections with a highresolution. Numerical experiments demonstrate that the air cavity inside the concrete and CFST columns, and the debonding between the concrete core and the steel tube of the CFST column can be identified clearly, and that the location, size and shape of both defects can be determined accurately. It is concluded that the proposed defect detection approach with a high-resolution imaging method is efficient for the non-destructive inspection of concrete and CFST structures using ultrasonic waves.
INTRODUCTION
In recent years, concrete-filled steel tube (CFST) columns have been widely employed in high-rise buildings and longspan bridges due to their advanced mechanical behaviors such as higher load-carrying capacity and more ductility under dynamic excitation, compared with normal reinforced concrete (RC) structures. However, various types of defects, such as cracks, air-void, honeycomb and debonding between concrete reinforcement in concrete structures and CFST members impose a huge threat to the structural safety . For example, the interface debonding between concrete core and steel tube of CFST member affects the mechanical behavior of CFST members due to its negative effect on the confinement of steel tube on concrete core and finally decrease the load-carrying capacity and ductility. Therefore, the detection for concrete core defect and interface debonding between concrete core and steel tube of CFST is an emergent concern in civil engineering and represents a more challenging task due to the inaccessibility of concrete core covered by steel tube and the electromagnetic shielding effect of steel tube.
چکیده
تکنولوژی غیر مخرب التراسونیک (NDT) به طور گسترده ای برای بازرسی نقص ساخت سازه های بتنی در مهندسی عمران استفاده می شود. با این حال، اکثر روش های داده پردازش فعلی فقط می توانند اطلاعات کیفی در مورد وجود نقص های داخلی بتن ارائه دهند. در این مطالعه، یک روش بازرسی نقص درون اولتراسونیک با استفاده از روش تصویربرداری با وضوح بالا که شامل توموگرافی زمان سفر (TTT) و مهاجرت زمان معکوس (RTM) برای ستون های فولادی پرکننده بتن و بتن (CFST) است. TTT یک توزیع معقول از سرعت اولتراسونیک بر روی مقطع ستون های بتن و CFST را از زمان ورود اول سیگنال انتقال اولتراسونیک برآورد می کند. توزیع سرعت به عنوان یک ورودی از مدل اولیه برای RTM برای تصحیح نقایص در داخل مقاطع بتنی و CFST با رزولوشن بالا استفاده می شود. آزمایش های عددی نشان می دهد که حفره هوا داخل ستون های بتن و CFST و بین هسته بتن و لوله فولادی ستون CFST می تواند به وضوح مشخص شود و محل، اندازه و شکل هر دو نقص را می توان با دقت مشخص کرد. به این نتیجه می رسیم که پیشنهاد تشخیص نقص با روش تصویربرداری با وضوح بالا برای بازرسی غیر مخرب ساختارهای بتن و CFST با استفاده از امواج مافوق صوت کارآمد است.
مقدمه
در سال های اخیر ستون های فولادی پر شده با بتن (CFST) در ساختمان های بلند و پل های طولانی به دلیل رفتارهای پیشرفته مکانیکی مانند ظرفیت بارگذاری بالاتری و انعطاف پذیری بیشتر در اثر تحریک پویا به طور گسترده ای در مقایسه با بتن مسلح بکار رفته اند (RC) ساختار. با این حال، انواع نقص های مختلف مانند ترک، هوا خالی، لانه زنبوری و debonding بین تقویت بتن در سازه های بتنی و اعضای CFST تهدید بزرگی برای امنیت ساختاری است. برای مثال، رابط بین واکنش بین هسته بتونی و لوله فولادی عضو CFST بر رفتار مکانیکی اعضای CFST به دلیل اثر منفی آن بر محور لوله فولادی بر روی هسته بتن تاثیر می گذارد و در نهایت باعث کاهش ظرفیت باربری و انعطاف پذیری می شود. بنابراين تشخيص نقص هسته بتن و اتصال بين هسته بتونی و لوله فولادی CFST نگرانی شديد در مهندسی عمران است و به دليل عدم دسترسی هسته بتنی تحت پوشش لوله فولادی و اثر محافظ الکترومغناطيسی فولاد لوله
Year: 2019
Publisher : ELSEVIER
By : Hai Liu ,Huiyan Xia ,Mingwei Zhuang ,Zhijun Long ,Chao Liu ,Jie Cui ,Bin Xu ,Qunfang Hu ,Qing Huo Liu
File Information: English Language/ 11 Page / size: 1.71 MB
سال : 1398
ناشر : ELSEVIER
کاری از : چی لیو، هوین شیا، مینگوی ژوانگ، ژیجون لانگ، چائو لیو، جی کوی، بن شویی، Qunfang Hu، چینگ هو لیو
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 11 صفحه / حجم : MB 1.71
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.