钢管混凝土缺陷弹性波检测方法与应用

摘要

自从钢管混凝土结构出现以来，关于其缺陷检测的研究一直备受瞩目。近年来，钢管混凝土结构朝着大管径、长距离的方向发展，而目前常用的检测技术已无法满足大管径、长距离钢管混凝土检测的需求。冲击弹性波是一种激振能量大、传播距离远、便于频谱分析的应力波，能够解决现有钢管混凝土缺陷检测中遇到的技术难题。为研究冲击弹性波技术对钢管混凝土缺陷检测的有效性，分别从理论基础、有限元模拟和实际应用3个方面对钢管混凝土缺陷检测进行研究。首先通过理论研究发现，当钢管混凝土内部存在缺陷时，弹性波在混凝土与空气中的传播速度差异显著，并且弹性波在钢管混凝土中传播时遵循光程最短原理，这使得冲击弹性波在传播过程中会绕过缺陷区域。因此，冲击弹性波检测技术在钢管混凝土缺陷检测中具有可行性，而截面内波速的分布特征可作为评估钢管混凝土是否存在缺陷的关键指标。本研究利用有限元软件COMSOL进行仿真，模拟了冲击弹性波的传播路径及波速分布，验证了理论研究的有效性。最后，在实际工程中，采用冲击弹性波无损检测技术，通过分析钢管混凝土中的波速分布，成功识别出预设缺陷，展现了较高的检测精度和可靠性。

关键词

钢管混凝土 / 冲击弹性波 / 无损检测 / 有限元仿真 / 工程应用