试述混凝土密实度检测中综合评判法应用

1、试述混凝土密实度检测中综合评判法应用摘要：随着建筑行业的不断发展，混凝土在工程施 工中的应用越来越广泛，混凝土质量的好坏和结构安全对工 程有着重要的影响。传统检测混凝土质量的方法有很多，但 因为水利工程施工水平、质量管理等原因造成检测所得的混 凝土性能指标和实际性能相差较大。本文采用综合评判方法 对混凝土密实度进行可行性分析，有效的提高和保证数据信 息的准确度和可信度。关键词：混凝土；密实度；综合评判法；应用引言：混凝土在建筑行业中占有举足轻重的作用，混凝 土质量的好坏和结构安全对工程有着重要的影响。受设备性 能和其他因素条件的影响，在注浆的过程中极易产生空洞现 象，需要对浆液凝聚、扩散等进行

2、随时检测，对内部密实度 情况进行判断，如发现问题应及时进行补救。国内有学者研 究了地质雷达应用在注浆密实度监测中的可行性。已有研究 表明，采用适合频率的接收天线可获得较好的检测结果。高 密度面波探测技术通过探测可获得成分从高频到低频传播 的速度，采用数学方法将这些信息进行分离，可推断出地下 构造情况。虽然受环境影响较小，但精度有限，配合地质雷 达方式使用，可取长补短。本文提出了将两种方式结合，采 用模糊综合判断方式进行结果判定的方法。1、探地雷达进行混凝土密实度检测的基本原理基于不同介质产生不同的电磁特性会改变雷达反射回 波波长、波形、波幅等，探地雷达发射天线将高频电磁波发 射向被探测的介质内

3、部，出现电磁特性改变的部分将一部分 雷达波散射，一部分发射回来，其他的则继续向内透射。天 线接收反射回波，具体如图lo采用计算机或是专用的雷达 信号软件将接收到的雷达信号进行处理，形成雷达图像，利 用雷达图像描述内部埋藏物深度、走向、形状及大小，介质 的分界面、厚度等。利用电磁学原理，针对混凝土这类非磁性介质，存在磁 导率u = p0=lo如果被探测到的介质具有较小的导电率。， 且天线频率f相对较高的情况下，雷达波传播速度为v二v0/ (e r) 1/2式中的v0=0. 3m/ns,是空气中雷达波的传播速 度；波长入二v/f,因此在雷达探测的过程中采用某一固定频 率天线，接受探测的混凝土相对介

4、电常数发生变化的同 时，也会带动雷达比产生相应的波速变化，还能考虑到波形 产生的波长变化。介质中电磁波的传播能量衰减系数w=2 it f e r o ,因此 在电磁波频率一定的情况下，如果电导率o以及介质相对 介电常数等均较大的话，会造成雷达波能量的快速衰减, 加上混凝土的比空气的要大很多，密实度相对较差 的混凝土内部会产生较多的小孔洞。所以，与密实度相对较 好的混凝土相比较，它的相对介电常数£1要小一些；并且 混凝土各部分存在不均匀的小孔洞分布，也影响了各处s r 的大小变化。结合能量衰减公式，基于密实度较差的混凝土中，雷达 波衰减相对较慢，出现空洞的部分会减缓波幅的衰减，还可 能

5、产生波幅异常增大的现象。而对于具有较好密实度的混凝 土，混凝土各处的。、等均较一致，因此会产生较有规 律的波幅衰减。因此在水利工程混凝土质量检测中，采用地 质雷达检测混凝土的密实度，可依据波幅的衰减情况进行混 凝土质量的判定。2、高密度面波进行混凝土密实度检测的基本原理鉴于在介质的表面才会进行面波传播， 且地下构造关系对面波的传播速度会产生一定的影响，本文 探测采用瑞利面波。该方法已在地基处理效果的评估当中得 到了一定的应用。其基本原理是：从介质表面沿着深度方向 衰减的瑞利面波振幅，半个波长之内大约就集中了超过80% 的全部能量，因此从介质表面到半个波长深度决定了传播的 速度12 o所以高频面

6、波具有较短的波长，仅能穿透较短的 地表浅层，只能对浅层的地下构造进行反应：低频面波具有 较长的波长，可以深入到深处地层，可以对整个地表到深层 的构造影响进行反应。经探测获得瑞利面波高频到低频传播 速度，采用数学方法依照深度分离这些信息，就可以对地下 构造进行推断分析。3、模糊综合评判法模糊综合评判法是混凝土密实度检查中应用较为广泛 的方法之一。综合评判法是对多个对象运用多个指标进行评 价的方法，将多个指标转化成一个可以反映综合情况的指 标，然后进行评定。模糊综合评判主要分为两大步：第一， 单独对单个因素进行评判：第二，综合评定所有的因素。4、实例应用下面通过工作中实例进行分析，该工程为笔者所熟

7、知的 一项工程。某工程采用沉管施工，采用压力注浆法对沉管、 基坑间的空隙进行填充。依据工程要求实施了两次模型试 验，并将试验平台浮在水面上。下图2所示为结构剖面图； 测线、观察窗、平台的尺寸和形状等布置如图3。试验i先 对a孔进行单独注浆，待完成预定效果后同时进行b孔和c 孔的注浆；试验ii先对c孔进行单独注浆，达成预定效果后, 同时进行a孔和b孔的注浆。注浆前将初值状态记录一次， 注浆结束后记录终止状态。并在注浆过程中，对浆液扩散状 况进行不断的记录。选定地质雷达于lm之内进行探测，混 凝土 £1-7,水e r-81,选用900mhz天线，采集时窗设定 为80ns,避开注浆孔周围的

8、密集钢板影响，进行数据的采 集。选用的面波仪，高截频和低截频分别为：4000hz和 30hz,固有频率为：loohzo选择距离孔口 lm的位置进行采 集。4. 1数据采集利用实验可以获得注浆之前和注浆后的面波、雷达数 据，将平台在注浆凝固72h之后移走，对测线方向上表面凹 陷部位深度、范围等进行统计。4.2建立综合评判模型(1) 构建因素集。因浆液中还有砂子，所以与水接触 面、内部均会产生反射现象。以注浆前后，雷达信号和面波 反演在注浆层空间内的变化量作为元素，进行因素集的构 建。雷达信号强度对注浆密实度产生的影响及关系设定砂子 的直径均为r且整齐排列，砂子占浆液体积比为w,密实 度为k,取出体积为rxdh的一部分。注浆之前的反射信号 为0,注浆之后因砂子表面反射，设定反射系数为r,入射 波强度为p。因选择的体积较小，假设传播过程中p不会改 变，设定反射信号强度变化为dp,如式dp=kwprdh/ro表明 注浆区域内的反射信号强度和注浆密实度之间存在正比的 关系。(2) 建立权重集。基于实验i例的各条测线均采集样 本1个，构建观测样本矩阵，并进行标准化处理，