中南大学结构实验指导书.pdf

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1、 结 构 试 验 实 验 指 导 书 陈 友 兰 编 土 木 工 程 学 院 结 构 实 验 室 二 O 一 二 年 十 月教 学 实 验 纪 律 1.实 验 前 应 预 习，没 有 预 习 者 不 准 参 加 实 验。对 于 设 计 性 实 验 项 目，实 验 方 案 需 经 教 师 检 查 认 可 方 可 参 加 实 验。2.实 验 时，需 带 实 验 指 导 书 及 相 关 资 料，遵 守 操 作 规 程、爱 护 仪 器 设 备，严 肃 认 真，积 极 动 手。对 不 严 肃 认 真，违 规 操 作 不 接 受 教 育 者 不 得 继 续 进 行 实 验。3.实 验 完 毕，应 将 实

2、验 数 据 交 教 师 审 查，教 师 认 可 后，方 可 结 束 实 验，并 整 理 实 验 场 地。4.按 规 定 或 预 约 的 时 间 参 加 试 验，不 得 迟 到 或 早 退，注 意 人 身 安 全，与 当 次 实 验 无 关 的 仪 器、设 备 不 准 触 动。5.保 持 实 验 环 境 的 安 静、整 洁、不 准 吸 烟、不 得 随 便 扔 废 纸、吐 痰。6.按 规 定 的 时 间 交 出 实 验 方 案 和 实 验 报 告。7.未 参 加 实 验、不 交 实 验 报 告 及 实 验 报 告 经 更 正 仍 不 合 格 者，不 得 参 加 本 课 程 的 考 核。目 录 实

3、验 一 静 态 电 阻 应 变 仪 单 点 接 桥 练 习.4实 验 二 简 支 钢 桁 梁 静 载 试 验.7实 验 三 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 静 载 试 验.13实 验 四 测 定 结 构 动 力 特 性 与 动 力 反 应.16实 验 五 钢 筋 混 凝 土 结 构 无 损 检 测.18实 验 六 电 阻 应 变 片 的 粘 贴 及 防 潮 技 术.27附 录 一 DH 3818静 态 应 变 测 试 仪.30附 录 二 DH5937动 态 应 变 仪.34附 录 三 DJUS0 5非 金 属 超 声 波 仪.38附 录 四 DJGW-2A钢 筋 位 置 测 定 仪.53实 验

4、 一 静 态 电 阻 应 变 仪 单 点 接 桥 练 习 一、实 验 目 的 1.了 解 电 阻 应 变 片、电 阻 应 变 仪、百 分 表 的 构 造。2.通 过 等 强 度 梁 的 加 载 实 验，掌 握 电 阻 应 变 片、电 阻 应 变 仪、百 分 表 的 使 用 方 法 及 相 应 的 数 据 处 理 方 法。二、仪 器 和 设 备 1.dh3818静 态 电 阻 应 变 仪 一 台；2.等 强 度 梁 一 套(附 祛 码 4 个)(梁 板 弹 性 模 量 E=1.21Xl()5MPa)；3.应 变 片：(1)工 作 片 4 枚，温 度 片 1枚，已 贴 在 梁 板 上，见 布 片

5、图 1-1,(2)技 术 指 标：阻 值 R=120Q,型 号 Lxa=3mmx2mm,灵 敏 系 数 K=2.12。4.外 径 千 分 尺 和 游 标 卡 尺 各 一 把。5.百 分 表 及 磁 性 表 座 三、实 验 要 求 1.根 据 电 桥 的 加 减 特 性 公 式 和 图 1 1 的 应 变 片 编 号，设 计 输 出 正 应 变 值 和 负 应 变 值 的 半 桥 温 度 片 补 偿、半 桥 工 作 片 互 为 补 偿 和 全 桥 工 作 片 互 为 补 偿 的 接 线 图(即 在 图 12 各 接 线 方 案 图 中 直 接 标 出 各 桥 臂 所 接 入 应 变 片 的 编

6、号)。一|Ri(R3)凸：.)R2(R4)q R5补 偿 片 中 图 1-1 等 强 度 梁 截 面 形 状 及 应 变 片 布 置 示 意 图 2.根 据 接 线 图 的 要 求 正 确 地 将 应 变 片 接 到 应 变 仪 上。3.用 dh3818静 态 电 阻 应 变 仪 测 定 等 强 度 梁 在 100g、200g、300g荷 载 作 用 下，半 桥 温 度 片 补 偿、半 桥 工 作 片 互 为 补 偿 和 全 桥 工 作 片 互 为 补 偿 的 正 号 应 变 值 和 负 号 应 变 值。测 量 各 级 荷 载 下 梁 端 挠 度(注 意：每 次 卸 载 后，要 重 新 调 平

7、 衡，每 种 情 况 应 重 复 测 定 三 次。)4.用 游 标 卡 尺 的 外 卡 测 量 梁 的 宽 度 b,用 卡 尺 的 深 度 尺 测 量 梁 的 长 度 1,(梁 的 宽 度 b 和 梁 的 长度 1应 取 在 同 一 截 面 上，量 取 一 次）。用 外 径 千 分 尺 测 量 梁 的 厚 度 h（量 取 三 次，取 平 均 值）。注 意：测 量 时 不 要 损 伤 应 变 片 防 潮 层 和 导 线。四、实 验 结 果 的 整 理 与 分 析 1.计 算 等 强 度 梁 截 面 应 变。2.应 变 测 量 数 据 的 处 理。3.用 理 论 应 变 值 与 实 测 应 变 值

8、 进 行 比 较，并 作 相 应 的 误 差 分 析。附：1.接 线 方 案 图 I 半 桥 温 度 片 补 偿 IIa 正 应 变 半 桥 工 作 片 互 为 补 偿 I I I 全 桥 工 作 片 互 为 补 偿 图 1-2 电 桥 接 线 方 案 图 表 1T2.等 强 度 梁 的 截 面 尺 寸 实 测 值 1(mm)b(mm)h(mm)备 注 123平 均 值3.应 变 测 量 记 录 及 计 算 表 表 1-3应 变 测 量 记 录 表 荷 载(g)测 次 半 桥 温 度 片 补 偿 半 桥 工 作 片 互 为 补 偿 全 桥 工 作 片 互 为 补 偿+一+一 100123平 均

9、 200123平 均 300123平 均 4.实 验 结 果 与 理 论 值 的 比 较 实 验 结 果 与 理 论 值 的 比 较 表 1-2荷 载(g)测 次 半 桥 温 度 片 补 偿 半 桥 工 作 片 互 为 补 偿 全 桥 工 作 片 互 为 补 偿+一+一+100理 论 值 实 测 值 误 差()200理 论 值 实 测 值 误 差(%)300理 论 值 实 测 值 误 差()实 验 二 简 支 钢 桁 梁 静 载 试 验 一、实 验 目 的 1.了 解 结 构 静 载 试 验 的 一 般 方 法 及 步 骤；2.掌 握 dh3818静 态 电 阻 应 变 仪 和 百 分 表 的

10、 使 用、操 作；3.熟 悉 静 载 试 验 数 据 的 整 理 及 试 验 报 告 的 编 写 方 法。二、仪 器 及 设 备 1.试 件：筒 支 钢 桁 梁。2.加 载 设 备：千 斤 顶、反 力 架、分 载 梁、支 座。3.电 阻 应 变 片 技 术 指 标：阻 值 R=1 2 0 Q，型 号 Lxa=5m m x3m m,灵 敏 系 数 K=2.084.观 测 仪 器：静 态 电 阻 应 变 仪、百 分 表 及 磁 性 表 座、电 子 秤 及 荷 重 传 感 器。三、试 验 方 案 简 支 钢 桁 梁 静 载 试 验 的 布 置 如 图 2 T-a 所 示：简 支 钢 桁 梁 由 两

11、片 桁 架 联 结 而 成，跨 度 4 m,每 片 桁 架 的 上、下 弦 杆 采 用 等 边 角 钢 2 L 4 0 X 4,斜 杆 为 2 L 2 5 X 3,垂 杆 为 L40X 4。沿 跨 度 方 向 在 每 片 桁 架 的 下 弦 布 五 个 位 移 测 点，在 每 片 桁 架 的 1 T、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6杆 件 中 截 面 处 均 按“角 点 法”布 设 应 变 测 点（见 图 2 T-b）。因 试 件 并 非 实 际 工 程 中 的 结 构 件，故 无 荷 载 标 准 值。假 定 试 件 在 正 常 使 用 状 态 的 工 作 荷 载 P=20kN（不 含

12、自 重 效 应），试 验 时 加 荷 级 差 取 A P=2 0%X P,每 级 荷 载 下 的 荷 载 持 续 作 用 时 间 A t=10分 钟 上，正 式 试 验 前 应 先 预 载 一 次。预 载 值 为 一 个 加 载 级 差。四、试 验 步 骤 I.计 算 出 各 级 荷 载 下 控 制 点 的 应 变 值 及 位 移 值；2.桁 梁 就 位，安 装 并 调 试 仪 器 仪 表；3.力 口 A P荷 我 作 预 载，测 取 读 数。检 查 仪 器、仪 表，桁 梁 及 加 装 置 等 是 否 能 正 常 工 作，如 发 现 问 题，应 及 时 排 除：4.仪 器 仪 表 调 零（或

13、初 读 数）；5.正 式 加 载 及 观 测 数 据；6.满 载 读 取 数 据 后 分 二 级 卸 载；7.数 据 整 理 并 编 写 实 验 报 告：五、试 验 结 果 的 整 理、分 析 和 试 验 报 告1.计 算 并 在 图 2-2中 标 出 桁 架 各 杆 件 的 内 力;(a)实 验 布 置 立 面 示 意 图(b)应 变 片 布 置 示 意 图 图 2-1 实 验 布 置 图2.计 算 跨 中 下 弦 节 点 的 位 移 及 各 控 制 截 面 的 应 变 值(表 2-1)；控 制 参 数 理 论 值 表 2-1J P(kN)控 制 晨 4 8 12 16 20杆 件 截 面

14、应 变 以(1“=1X1O-6)1-1(5-5)2-2(4-4)3-3(6-6)桁 梁 挠 度 f(m m)下 弦 中 点 备 注 1、角 钢 弹 模:E=2.06X 105N/mm2面 积：AL40X4=3.086cm2AL25X 3=1.432cm2而 V p L2、下 弦 中 点 挠 度 计 算 公 式：f,=，J(mm)耳 J EA3.原 始 记 录(1)应 变 读 数 记 录(单 位：)农 2-2)应 变 读 数 记 录 表 表 2-2P(kN)截 面 编 葭 0 4 8 1 2 16 201-1(5-5)*2q的 2-2(4-4)Qg?3 43-3(6-6)%4（2）百 分 表 读

15、 数 记 录（表 2-3）百 分 表 读 数 记 录 表（单 位：mm）4.分 解 各 级 实 验 荷 载 下 的 截 面 内 力 截 面 内 力（应 变）分 解（单 位：）表 2-4截 面、目 0 4 8 12 16 201-1(5-5)上 中 卜 一 中 N M Y2-2(4-4)s 卜 中 卜 冲 染 M V3-3(6-6)上 中 下 中 eN备 注（近 似 计 算）_ g,+g2 _ g3+g4 尸 上 中 土 下 中 力 上 中 2，J 下 中 2，Mx 25.计 算 修 正 后 的 挠 度 值 修 正 后 的 挠 度 值(单 位：mm)6.绘 制 各 种 试 验 曲 线(1)绘 制

16、“荷 载 一 应 变”曲 线+分，0-P(kN)-九 图 2-3 荷 载 一 应 变 曲 线(2)绘 制“荷 载 一 挠 度”曲 线 0-P(kN)f(m m)图 2-4 荷 载 一 挠 度 曲 线（3）绘 制 各 级 荷 载 作 用 下 桁 梁 的 整 体 挠 度 曲 线 0-l(m)f（mm）v图 2-5 桁 梁 的 整 体 挠 度 曲 线 7.计 算 校 验 系 数 计 算 校 验 系 数 表 表 2-6项 目 截 行 7 0 4 8 12 16 20应 变 校 验 时（计 算）（实 测）_ 或 2 高 刚 度 校 验 f,j（计 算）亢（实 测）2 38.实 验 分 析 及 结 论（1

17、）分 析(2)结 论 实 验 三 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 静 载 试 验 一、试 验 目 的 1.学 习 编 制 结 构 静 载 试 验 计 划：2.使 同 学 们 对 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 在 正 常 使 用 荷 载 作 用 下 的 承 载 性 能 有 个 实 际 的 认 识；3.熟 悉 对 试 验 数 据 进 行 总 结 和 分 析，并 对 结 构 性 能 进 行 评 定。二、试 验 梁 基 本 情 况 1.设 计 依 据 钢 筋 混 凝 土 设 计 规 范(GB50010-2010)2.试 验 梁 基 本 尺 寸 梁 全 长 L=1.7 m；计 算 跨 度 4=1.

18、6？；梁 截 面 型 式：矩 形；梁 截 面 尺 寸：梁 宽 义 梁 高 伍)=100 m m X。3.设 计 荷 载 使 用 状 态 短 期 荷 载 设 计 值 2=QkNjm；承 载 力 设 计 荷 载 值。“=l5kN/m。4.材 料 钢 筋 采 用 HRB235钢 筋；混 凝 土 强 度 等 级 C20。受 拉 主 筋 净 保 护 层 厚 度 c=20mm,配 筋 见 图 3 T。三、拟 定 加 载 方 案 及 观 测 方 案 图 3-112 4)12A-A截 面(一)拟 定 加 载 方 案 1.试 验 梁 安 装 方 式；2.确 定 试 验 荷 载 图 式；3.确 定 试 验 荷 载

19、 分 级 加 载 值 及 加 载 顺 序；4.确 定 卸 载 值 的 大 小（二）拟 定 观 测 方 案 1.挠 度 测 点 选 择 及 布 置；2.应 变 测 点（1）受 拉 主 钢 筋 上 的 测 点；（2）混 凝 土 应 变 测 点；注：要 求 分 析 截 面 应 变 分 布 及 确 定 中 性 轴 位 置。（3）校 核 性 测 点（用 千 分 表 测 混 凝 土 表 面 应 变）；（4）确 定 实 测 开 裂 荷 载 及 裂 缝 观 测。四、拟 定 设 备 计 划 1.加 载 用 仪 器 设 备；2.观 测 用 仪 器 设 备。五、试 验 准 备 1.用 钢 筋 参 数 测 定 仪 确

20、 定 主 筋 位 置；2.粘 贴 应 变 片；3.梁 安 装 就 位；4.焊 接 应 变 片 的 连 接 导 线，并 接 入 应 变 仪（注 意 编 号）；5.安 装 百 分 表、千 分 表 和 振 弦 应 变 计；6.传 感 器 标 定；7.应 变 仪 调 试。六、正 式 试 验 1.预 载；2.正 式 试 验。七、试 验 资 料 整 理 1.应 变 量 测 结 果 整 理；2.挠 度 量 测 结 果 整 理（含 支 座 沉 降 影 响 的 修 正、跨 中 点 加 载 图 式 影 响 的 修 正）;3.绘 制 试 验 曲 线；（1）各 级 荷 载 作 用 下 梁 的 整 体 挠 度 曲 线（

21、2）测 点 的 荷 载 挠 度 曲 线（3）测 点 的 荷 载 应 变 曲 线(4)梁 跨 中 截 面 应 变 图(5)梁 裂 缝 分 布 图 八、分 析 及 结 构 性 能 评 定 评 定 依 据：混 凝 土 结 构 工 程 施 工 质 量 验 收 规 范(GB502042002)。附:试 件 安 装、加 载 装 置 及 测 点 布 置 参 考 OEOB0寸 寸 g93应 变 测 点 布 置(图 b)#6#5#4#3#2仅 梁 底 面 一 一-1#(4片 应 变 片)连 续 搭 接 布 置 应 变 片 确 定 开 裂 荷 载 值(图 c)附 图 试 验 装 置 简 图 及 测 点 布 置 图

22、实 验 四 测 定 结 构 动 力 特 性 与 动 力 反 应 一、实 验 目 的 1.学 习 编 制 结 构 动 载 试 验 计 划；2.熟 悉 动 态 测 试 仪 器 系 统；3.熟 练 掌 握 结 构 动 力 系 数 的 测 定 方 法 及 结 构 动 力 特 性 的 测 试 方 法;4.熟 练 掌 握 结 构 动 载 试 验 资 料 的 整 理。二、实 验 方 案 设 计 1.试 验 对 象 为 工 字 型 简 支 钢 梁(16a),装 置 简 图 见 图 2-1。钢 梁 长 7 m,电 动 葫 芦 自 重 180kg。图 4-1 实 验 装 置 简 图 2.制 定 加 载 方 案(1

23、)确 定 钢 梁 计 算 跨 度(2)自 由 振 动 的 激 励 方 法 及 激 励 设 备(3)确 定 钢 梁 不 同 计 算 跨 度 下 移 动 荷 载 加 载 系 统 及 加 载 值 的 大 小 3.制 定 观 测 方 案(1)确 定 观 测 项 目(2)确 定 测 点 位 置(3)确 定 观 测 用 的 仪 器 设 备 4.相 关 的 理 论 计 算(选 作)。如 钢 梁 跨 中 静 挠 度、跨 中 上 翼 缘 压 应 变、梁 的 基 频 等。四、正 式 试 验 五、试 验 资 料 整 理 根 据 标 定 结 果 及 原 始 记 录 计 算 移 动 荷 载 作 用 下、不 同 计 算

24、跨 度 时 钢 梁 的 静 挠 度（可 计 算 值 作 比 较、动 挠 度、动 力 系 数、动 应 变；各 种 不 同 激 励 方 法 下 梁 及 电 动 葫 芦（加 载 重 物）的 固 有 频 率，并 作 比 较 和 分 析。六、报 告 要 求 1.实 验 目 的；2.绘 出 实 验 装 置 简 图；3.原 始 记 录 信 号；4.试 验 资 料 整 理 及 结 果。附：1.试 验 装 置 简 图 附 图 4-1 实 验 装 置 简 图 2.试 验 步 骤 参 考 1.将 应 变 片 按 半 桥 接 法 接 入 DH5937动 态 电 阻 应 变 仪 的 电 桥 盒。将 应 变 仪 与 计

25、算 机 连 接。2.将 应 变 式 位 移 计 按 半 桥 接 法 接 入 DH3817电 阻 应 变 仪，将 应 变 仪 与 计 算 机 连 接。3.开 启 应 变 仪 及 计 算 机，启 动 采 样 控 制 软 件 进 行 相 关 参 数 设 置 及 平 衡、清 零 操 作（见 附 录 4.鹿/J电 动 葫 芦（挂 50kg祛 码），记 录 移 动 荷 载 作 用 下 的 振 动 曲 线 以 计 算 梁 及 电 动 葫 芦（挂 50kg祛 码）系 统 的 动 力 系 数。5.将 电 动 葫 芦（挂 5 0 k g祛 码）移 动 到 梁 中 部，突 卸 荷 载 记 录 梁 及 电 动 葫 芦

26、 系 统 的 自 由 振 动 曲 线，或 突 加 荷 载 记 录 梁 及 电 动 葫 芦 系 统（挂 50kg祛 码）的 自 由 振 动 曲 线。3.试 验 资 料 整 理1.根 据 移 动 荷 载 作 用 下 的 振 动 曲 线 计 算 梁 及 电 动 葫 芦(挂 50kg祛 码)系 统 的 动 力 系 数。2.根 据 实 测 的 自 由 振 动 曲 线 计 算 梁 及 电 动 葫 芦 或 梁 及 电 动 葫 芦(挂 50kg祛 码)组 成 的 系 统 的 一 阶 固 有 频 率、阻 尼 系 数 及 临 界 阻 尼 比。3.比 较 不 同 激 励 方 法 下 梁 及 电 动 葫 芦(加 载

27、重 物)的 固 有 频 率 是 否 有 差 异，并 作 分 析。4.将 实 验 结 果 与 计 算 值 比 较 进 行 和 分 析(选 作)。实 验 五 钢 筋 混 凝 土 结 构 无 损 检 测 一、实 验 目 的 1.了 解 混 凝 土 超 声 仪、回 弹 仪、钢 筋 位 置 测 定 仪 的 使 用 方 法；2.了 解 超 声 回 弹 综 合 法 检 测 混 凝 土 强 度 的 要 求；3.掌 握 回 弹 法 及 超 声 回 弹 综 合 法 检 测 混 凝 土 强 度 的 基 本 原 理，熟 悉 钢 筋 位 置 和 保 护 层 厚 度 的 测 定 方 法；4.掌 握 超 声 法 测 缺 陷

28、 的 基 本 原 理。二、试 件、实 验 仪 器 设 备 和 试 剂 1.试 件 钢 筋 混 凝 土 块：矩 形 截 面，尺 寸 为 LXbXh=1500mmX500nimX500mm。2.实 验 仪 器 设 备(1)DWS-05非 金 属 超 声 波 仪；(2)DJHT225W-09 回 弹 仪;(3)DJGW-2A钢 筋 位 置 测 定 仪；(4)冲 击 钻(5)游 标 卡 尺 3.试 剂 1%酒 精 酚 酸 试 液。三、基 本 原 理 1.回 弹 法 检 测 混 凝 土 强 度 的 基 本 原 理 回 弹 法 的 基 本 原 理 是 使 回 弹 仪 的 弹 击 拉 簧 驱 动 仪 器 内

29、 的 弹 击 重 锤，通 过 中 心 导 杆，弹 击 混 凝 土 的 表 面，并 测 得 重 锤 反 弹 的 距 离 x,以 反 弹 距 离 与 弹 簧 初 始 长 度 L 之 比 为 回 弹 值 R,由 它 与 混 凝 土 强度 的 相 关 关 系 来 推 定 混 凝 土 强 度。2.超 声 回 弹 综 合 法 检 测 混 凝 土 强 度 的 原 理 超 声 法 和 回 弹 法 都 是 民 混 凝 土 材 料 的 应 力 应 变 行 为 与 强 度 的 关 系 为 依 据 的。超 声 波 在 混 凝 土 材 料 中 的 传 播 速 度 反 映 了 材 料 的 弹 性 性 质。由 于 超 声

30、波 穿 透 被 检 测 的 材 料，因 此 它 反 映 了 混 凝 土 内 部 构 造 的 有 关 信 息。回 弹 法 的 回 弹 值 反 映 了 混 凝 土 的 弹 性 性 质，同 时 在 一 定 程 度 上 也 反 映 了 混 凝 土 的 塑 性 性 质，但 它 只 能 确 切 反 映 混 凝 土 表 层 约 3cm左 右 厚 度 的 状 态。当 采 用 超 声 和 回 弹 综 合 法 时，它 既 能 反 映 混 凝 土 的 弹 性，又 能 反 映 混 凝 土 的 塑 性；既 能 反 映 混 凝 土 的 表 层 状 态，以 能 反 映 混 凝 土 的 内 部 构 造。这 样 由 表 及 里

31、，较 为 确 切 地 反 映 混 凝 土 的 强 度。3.超 声 波 检 测 混 凝 土 缺 陷 的 基 本 原 理(1)超 声 波 检 测 混 凝 土 裂 缝 的 基 本 原 理 采 用 低 频 超 声 波 检 测 仪，测 量 超 声 脉 冲 的 纵 波 在 结 构 混 凝 土 中 的 传 播 速 度，接 收 波 形 信 号 的 振 幅 和 频 率 等 声 学 参 数 的 相 对 变 化，来 判 定 混 凝 土 的 缺 陷。(2)超 声 检 测 混 凝 土 内 部 的 不 密 实 区 域 或 空 洞 基 本 原 理 根 据 各 测 点 的 声 时(或 声 速)、波 幅 或 频 率 值 的 相

32、 对 变 化，确 定 异 常 测 点 的 坐 标 位 置，从 而 判 定 缺 陷 的 范 围。4.混 凝 土 内 部 钢 筋 位 置 检 测 的 原 理 钢 筋 测 试 仪 利 用 电 磁 感 应 原 理 进 行 检 测。混 凝 土 是 带 弱 磁 性 的 材 料，而 结 构 内 配 置 的 钢 筋 是 带 有 强 磁 性 的。混 凝 土 中 原 来 是 均 匀 磁 场，当 配 置 钢 筋 后，就 会 使 磁 力 线 集 中 于 沿 钢 筋 的 方 向。检 测 时，钢 筋 测 试 仪 的 探 头 接 触 结 构 混 凝 土 表 面，探 头 中 的 线 圈 通 过 交 流 电，线 圈 周 围 就

33、 产 生 交 流 磁 场。该 磁 场 中 由 于 有 钢 筋 存 在，线 圈 中 产 生 感 应 电 压。该 感 应 电 压 的 变 化 值 是 钢 筋 与 探 头 的 距 离 和 钢 筋 直 径 的 函 数。钢 筋 愈 靠 近 探 头、钢 筋 直 径 愈 大 时，感 应 强 度 变 化 也 愈 大。四、试 验 依 据 1.回 弹 法 检 测 混 凝 土 抗 压 强 度 技 术 规 程(JGJ/T23-2011)2.超 声 回 弹 综 合 法 检 测 混 凝 土 强 度 技 术 规 程(CECS 02:2005)3.超 声 法 检 测 混 凝 土 缺 陷 技 术 规 程(CECS 21:200

34、0)4.混 凝 土 中 钢 筋 检 测 技 术 规 程(JGJ/T152-2008)五、实 验 方 法(一)检 测 混 凝 土 强 度 1.回 弹 法(1)测 区、测 点 布 置 测 区 布 置 在 构 件 混 凝 土 浇 注 的 侧 面，两 侧 对 称 布 置，均 匀 分 布，尺 寸 为 200mmX 200mm。避 开 钢 筋 密 集 区 和 预 埋 件。测 试 面 应 清 洁、平 整、干 燥。每 一 测 区 的 两 个 相 对 测 试 面 各 弹 击 8点(每 测 区 1 6个 回 弹 测 点)，测 点 在 测 区 范 围 内 宜 均 匀 分 布，相 邻 两 测 点 的 间 距 不 小

35、于 20mm。测 点 距 构 件 边 缘 的 距 离 不 小 于 3 0 m m,同 一 测 点 只 允 许 弹 击 一 次。(2)测 试 方 法 将 回 弹 仪 的 弹 击 杆 水 平 方 向 顶 住 混 凝 土 的 表 面，轻 压 仪 器，使 按 钮 松 开，弹 击 杆 徐 徐 伸 出，并 使 挂 钩 挂 上 弹 击 锤。使 回 弹 仪 对 碎 表 面 缓 慢 均 匀 施 压，待 弹 击 锤 脱 钩，冲 击 弹 击 杆 后，读 回 弹 值，测 读 至 1。逐 渐 对 回 弹 仪 减 压，使 弹 击 杆 自 机 壳 内 伸 出，挂 钩 挂 上 弹 击 锤，待 下 一 次 使 用。每 一 测

36、区 记 取 16个 回 弹 值。用 冲 击 钻 钻 取 直 径 约 15m m的 孔 洞，深 度 大 于 混 凝 土 的 碳 化 深 度，除 尽 孔 洞 中 的 粉 未 和 碎 屑(不 得 用 水 擦 洗)。用 浓 度 为 1%的 酚 儆 酒 精 溶 液 滴 在 孔 洞 内 壁 的 边 缘 处，用 游 标 卡 尺 测 量 未 变 色 的 垂 直 距 离，测 量 3 次，取 其 平 均 值。每 次 读 数 精 确 至 0.5mm。2.超 声 回 弹 综 合 法(1)准 备 工 作 混 凝 土 内 部 钢 筋 位 置 检 测 布 置 测 区：清 理 待 测 构 件 的 两 个 对 称 表 面，测

37、区 间 距 及 面 积、测 区 的 要 求 同 回 弹 法。布 置 好 各 测 区 的 3 个 超 声 对 测 点(见 图 5-1),收、发 探 头 应 在 同 一 轴 线。，并 量 取 距 离。注 意：每 对 测 点 的 连 线 尽 量 不 要 与 附 近 的 钢 筋 轴 线 平 行。测 区 应 避 开 钢 筋 密 集 区 和 预 埋 铁 件。检 测 部 位(测 点)不 平 或 有 粉 刷 层 时 要 进 行 打 磨 清 除 处 理，以 S保 证 换 能 器 与 测 试 面 耦 合 良 好。(2)回 弹 测 试 1.回 弹 测 点 2.超 声 测 点 图 5-1 超 声 回 弹 综 合 法

38、测 强 测 点 布 置 图(3)开 机 用 仪 器 专 配 的 连 接 电 缆 分 别 将 发 射 换 能 器 和 接 收 换 能 器 与 主 机 的“发 射”接 口 和“接 收 1”接 口 相 连。打 开 主 机 电 源，在 操 作 系 统 界 面 中 双 击 W U S T 5 超 声 仪(即 采 集 系 统)图 标，进 入 测 试 主 界 面。(4)设 置 参 数 点 击 超 声 法 检 测 混 凝 土 缺 陷 强 锐,显 示 设 置 来 集 参 数 窗 口，根 据 现 场 测 试 条 件 设 置 参 数。详 见 附 录 三。(5)测 试 详 见 附 录 三。(二)检 测 裂 缝 深 度

39、(浅 裂 缝)(1)准 备 工 作 查 看 裂 缝：绘 制 裂 缝 的 分 布 和 延 伸 方 向 草 图。布 置 不 跨 缝 测 线：在 被 测 裂 缝 附 近(同 一 混 凝 土 上)，选 择 质 量 较 好、无 裂 缝 的 区 域，布 置 测 线 L o 以 两 个 换 能 器 内 边 缘 间 距(1)分 别 等 于 100、150、200、250、300mm、布 置 发 射 点 和 接 收 点。布 置 跨 缝 测 线：选 择 裂 缝 明 显，且 裂 缝 两 侧 各 有 不 小 于 300mm平 坦 无 缺 陷 的 区 域，垂 直 于 裂 缝 布 置 跨 缝 测 线 L,以 裂 缝 处

40、为 中 点，以 两 个 换 能 器 内 边 缘 间 距(1)分 别 等 于 100、150、200、250、300mm、布 置 发 射 点 和 接 收 点。见 图 5-2。注 意 事 项：I 被 测 裂 缝 中 不 得 有 积 水 或 泥 浆。测 线 尽 量 不 要 与 混 凝 土 中 的 主 钢 筋 平 行。测 点 接 触 面 不 平 或 有 粉 刷 层 时 要 进 行 打 磨 清 除 处 理。(2)开 机 用 仪 器 专 配 的 连 接 电 缆 分 别 将 发 射 换 能 器 和 接 收 换 能 器 与 主 机 的“发 射”接 口 和“接 收 I”接 口 相 连。图 5-2超 声 波 测

41、浅 裂 缝 深 度 打 开 主 机 电 源，在 操 作 系 统 界 面 中 双 击 Z U U S T 5超 声 波(即 采 集 系 统)图 标，进 入 测 试 主 界 面。(4)设 置 参 数 击 超 声 法!脚 樱 缝 流 弦 按 钮，显 示 来 集 参 数 窗 口，根 据 现 场 条 件 设 置 参 数。详 见 附 录 三。(5)测 试 详 见 附 录 三。(三)不 密 实 区 和 空 洞 检 测 1.在 测 试 部 位 两 对 互 相 平 行 的 测 试 面 上，分 别 画 出 100mm等 间 距 的 网 格，编 号 确 定 对 应 的 测 试 位 置。当 构 件 只 有 一 对 相

42、 互 平 行 的 测 试 面 时，可 采 用 对 测 和 斜 测 相 结 合 的 方 法。在 测 位 两 个 相 互 平 行 的 测 试 面 上 分 别 画 出 网 格 线，可 在 对 测 的 基 础 上 进 行 交 叉 斜 测。2.将 发 射 和 接 收 换 能 器 耦 合 在 测 点 匕 两 个 探 头 须 垂 直 于 构 件 的 表 面 且 探 头 轴 心 应 该 在 条 直 线 上。4.打 开 仪 器 后，进 入 检 测 界 面，进 行 参 数 设 置，需 要 调 整 参 数 为：测 距，设 置 完 毕 后，按【返回】键 存 盘、返 回 主 界 面。5.按【采 样】键 进 行 采 样，

43、按【采 样】键 停 止 采 样，按【确 定】键 数 据 存 盘：重 复 此 过 程 至 测 试 面 检 测 完 毕。6.根 据 测 试 时 记 录 的 每 一 测 点 的 声 时、波 幅、频 率 和 测 距 值，通 过 数 据 处 理 作 为 缺 陷 判 定 的 依 据。当 某 些 测 点 出 现 声 时 延 长、声 能 被 吸 收 和 散 射、波 幅 降 低、高 频 部 分 明 显 衰 减 的 异 常 情 况 时，对 比 同 条 件 混 凝 土 的 声 学 参 量，确 定 混 凝 土 内 部 存 在 不 密 实 区 域 和 空 洞 的 范 围。7.将 测 试 结 果 存 储 于 仪 器 中，

44、以 便 进 行 后 续 处 理 和 存 档。8.将 仪 器 存 储 的 文 件 传 输 到 计 算 机 上.进 行 备 份 或 分 析 处 理。五、资 料 整 理(测 区 数 少 于 10个 的 单 个 构 件)(-)回 弹 资 料 整 理 1.回 弹 值 计 算(1)计 算 测 区 平 均 回 弹 值 从 测 区 1 6个 回 弹 值 中，剔 除 3 个 最 大 值 和 3 个 最 小 值，然 后 将 余 下 的 1 0个 回 弹 值 按 下 列 公 式 计 算：10E R一 式(5 T)式 中：R,“一 测 区 平 均 回 弹 值，计 算 至 0 叫 一 第 i个 测 点 的 回 弹 值。

45、注：当 回 弹 仪 测 试 位 置 非 水 平 方 向 时、测 试 面 为 浇 注 方 向 的 顶 面 或 底 面 时，测 得 的 回 弹 值 应 修 正。当 检 测 时 回 弹 仪 为 非 水 平 状 态 且 测 试 面 为 非 混 凝 土 的 浇 筑 侧 面 时，应 先 进 行 角 度 修 正，再 进 行 浇 筑 面 修 正。(2)测 区 的 平 均 碳 化 深 度 值 的 计 算 演 dm=-式(52)式 中：dm 一 一 测 区 的 平 均 碳 化 深 度 值(m m),计 算 至 0.5mm;4 一 一 第 i 次 测 量 的 碳 化 深 度 值(m m)；n 一 一 测 区 的 碳

46、 化 深 度 值 测 量 次 数。2.计 算 测 区 混 凝 土 强 度 换 算 值(1)普 通 混 凝 土 结 构 或 构 件 根 据 第 i 个 测 区 平 均 回 弹 值 用“及 平 均 碳 化 深 度 值 4.，查 由 回 弹 法 检 测 混 凝 土 抗 压 强 度 技 术 规 程(JG J/T23-2011)附 录 A 可 得 该 测 区 混 凝 土 强 度 换 算 值/;（2）泵 送 混 凝 土 结 构 或 构 件 根 据 第 i个 测 区 平 均 回 弹 值 凡“及 平 均 碳 化 深 度 值 4“，由 式（5-3）计 算。/；=0,034488/?,940010-（00173）

47、J CU,1注：测 区 数 为 10个 及 以 上 时 应 计 算 平 均 值 及 标 准 差。3.确 定 混 凝 土 强 度 推 定 值 式(5-3)f cu,e-/cw.min 式(5-4)式 中：构 件 中 最 小 的 测 区 混 凝 土 强 度 换 算。（二）超 声 回 弹 综 合 法 1.计 算 测 区 声 速 测 区 声 速 按 下 列 公 式 计 算 v=%式（5-5）a=（G+f 2+G%式（5一 6）式 中：v一 测 区 声 速 值，（%）；/超 声 测 距，（机，）；tm 测 区 平 均 声 时 值，（3）：，2、口 分 别 为 测 区 中 3 个 测 点 的 声 速 值，

48、（3）。注：当 在 混 凝 土 浇 筑 顶 面 或 底 面 测 试 时，测 区 声 速 值 应 修 正。2.测 区 混 凝 土 强 度 换 算（1）粗 骨 料 为 卵 石 粗 骨 料 为 卵 石 时，按 式（5-7）计 算 忌，=0.0056 沙 439.用 769 式（5-7）（2）粗 骨 料 为 碎 石 粗 骨 料 为 碎 石 时，按 式（5-8）计 算 X t=0.0162*v；,656 10 式（5-8）式 中 fa,.i 第 i个 测 区 混 凝 土 强 度 换 算 值（MPa）,精 确 至 0.1(MPa)vai 第 i个 测 区 修 正 后 的 超 声 声 速 值（z/），精 确

49、 至 0.01（女%）Rai 第 i个 测 区 修 正 后 的 回 弹 值，精 确 至 0.1（3）结 构 或 构 件 的 混 凝 土 强 度 推 定 值 fcuef c u.r篇 1nin式（5-9）式 中：feU.min 各 测 区 中 最 小 的 混 凝 土 强 度 换 算 值。（三）裂 缝 深 度 检 测 1.不 跨 缝 的 声 时 测 量（1）根 据“时 距”坐 标 图 求 混 凝 土 声 速 值 根 据 坐 标 图 求 不 跨 缝 平 测 的 混 凝 土 声 速 值（km/s）,见 式（5-10）。V 4）/（，F）式（5T0）式 中：/、/；第 n 点、第 1点 的 测 距；t、

50、tt 第 n 点、第 1点 读 取 的 声 时 值（“s）（2）用 回 归 分 析 的 方 法 求 混 凝 土 声 速 值 确 定 回 归 直 线 方 程 用 回 归 分 析 的 方 法 求 出 声 时 与 测 距 之 间 的 回 归 直 线 方 程，见 式（5-11）/,.=a+式（5-11）式 中：第 i点 的 超 声 波 实 际 传 播 距 离（m m）；li=li+aa“时 距”图 中 纵 轴 的 截 距（m m）；I；第 i 点 的 R、T 换 能 器 的 内 边 缘 间 距（m m）；bt 回 归 系 数 求 混 凝 土 声 速 值 混 凝 土 声 速 值 为：v=b 式（5-12