工程層狀結構中的彈性波及其應用.pdf

1、層狀結構是工程中普遍存在的結構類型，層狀結構中的界面是工程中的關鍵部位，界面粘接質量的好壞直接影響著工程的運營年限和使用安全。因此，界面粘接質量的檢測，是加強工程后續(xù)施工質量控制的重要保障，也是消除沉降、漏水、坍塌等安全隱患的必要手段，更是確保工程設計使用壽命的有效步驟。工程中常使用的檢測方法是彈性波檢測法，也是檢測層介質界面加固粘接質量比較有效的無損檢測方法，研究各因素對彈性波在工程的層狀結構中的傳播效應的影響，對合理設計出針對工程實

2、際問題的檢測方案具有重要的意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴層介質材料波阻抗比對彈性波在工程層狀結構中的傳播影響。采用ANSYS有限元軟件的瞬態(tài)動力學分析模塊，分別建立介質置換層材料類型為混凝土、硬質巖、軟質巖、泥巖的工程層狀結構有限元模型。以界面粘接質量好壞進行劃分，分別構造完整界面和缺陷界面模型，并進行求解分析，結果表明：異質性條件下相比均質性條件下，反射信號突出，并隨介質波阻抗比降低愈加明顯；因為缺陷的存在，使得應力波以擾動

3、形式繞射傳播到缺陷下表面，進而在內(nèi)層介質中傳遞能量，而當介質波阻抗差異面明顯時，透射能量減少，在缺陷兩側的反射能量增強。⑵界面粗糙度對彈性波在工程層狀結構中的傳播影響。采用ANSYS有限元軟件的瞬態(tài)動力學分析模塊，分別建立以曲率為0、0.25、0.5、0.75、1來表征不同界面粗糙度的兩層層狀結構有限元模型。以界面形貌差異進行劃分，分別構造出存在不同界面缺陷的模型，并進行求解和分析，結果表明：當界面出現(xiàn)復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、時間逐漸減短，當粗糙度達到一定程度時，開始出現(xiàn)反射波形，說明形成延時反射信號不一定是因為檢測對象存在孔洞等缺陷，而只是界面粗糙程度較高導致。⑶界面缺陷對彈性波在工程層狀結構中的傳播影響。通過有限元軟件ANSYS構造鋼筋混凝土三層層狀結構，首先為了判斷缺陷尺寸對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比的四組模型和缺陷縱向尺寸變化對比的四組模型，其次為了判斷缺陷定位相對信號接收位置對彈性波傳播影響，分別