Добавил:

Parenek777 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения

Предмет:

Механика грунтов оснований и фундаментов

Файл:

Плешко М.С. Основания и фундаменты тр. сооруж. К вып. лаб. раб. для студ. спец. Строит. ж.д. мостов и тр. тон. Ч.1. 2017

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.03.2026

Размер:

1.1 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 22

		Окончание табл. 3
	7	Блок питания от сети 220В

	8	Вилка питания от внешнего источни-
	8	ка постоянного тока +12 В
		ка постоянного тока +12 В

9	Упаковочный чемодан

Основные теоретические положения

Прибор «Раскан-5» представляет собой малогабаритный переносный датчик, предназначенный для неразрушающего контроля строительных конструкций (металлических, кирпичной кладки, стеновых панелей, бетонных и железобетонных монолитов и т.п.) с целью обнаружения скрытых предметов (проводов, арматуры, различных неоднородностей и инородных тел), а также пустот, путем получения изображения внутренней структуры исследуемого объекта.

Прибор базируется на классических принципах радиолокационных технологий. Непрерывный монохроматический сигнал, излучаемый в среду, отражается от локальной неоднородности, если ее диэлектрическая постоянная отличается от аналогичного показателя среды. Отраженный сигнал принимается приемной антенной локатора и усиливается. Изображение регистрируется путем построчного перемещения антенны прибора по обследуемой поверхности. Далее полученные данные подвергаются компьютерной обработке.

Последовательность работы прибора «Раскан-5» включает излучение электромагнитных волн в исследуемый объект, прием отраженного сигнала, его оцифровывание, обработку и визуализацию. Все процедуры с отраженным сигналом осуществляются по специально разработанным программам в реальном масштабе времени.

Прибор является многочастотным, т.е. при сканировании в каждой точке обследуемой поверхности происходит последовательное излучение сигнала (и, соответственно, регистрация отраженного сигнала) на каждой из используемых частот. Прибор работает с комплексными сигналами, поэтому для каждой частоты на экране компьютера формируется два изображения исследуемого объекта (соответствующие действительной и мнимой частям). Полученные изоб-

ражения могут подвергаться последующей обработке с целью улучшения их разрешения.

Управление работой прибора и обработка полученных изображений осуществляется с помощью программы RASCAN-Q, которая имеет стандартный многооконный интерфейс Windows и позволяет работать одновременно с несколькими изображениями. Пример рабочего окна программы RASCAN-Q представлен на рис. 4.

Рисунок 4 – Окно программы RASCAN-Q: процесс обработки данных

Порядок выполнения работы

1Элемент железобетонного фундамента подготавливается к проведению испытания. Исследуемая поверхность очищается и на нее наносится координатная сетка в соответствии с индивидуальным заданием. Начало координат соответствует верхнему левому углу поверхности. Ось Х направлена от начала координат вправо, ось Y – вниз. Варианты индивидуальных заданий представлены в табл. 4.

2Блок питания прибора подключается к сети 220 В, соединяется с блоком управления, а блок управления соединяется с датчиком и ноутбуком.

3Включается блок управления и в течение 5 минут происходит его

нагрев.

4Открывается программа RASCAN-Q, задается команда «меню»→ «файл» → «сканирование», которая открывает окно «Прибор». После включения прибора Раскан-5 включится и появится надпись «Готов» (рис. 5).

5Производится калибровка датчика. Калибровка необходима для того, чтобы на каждой частоте регистрируемый сигнал попадал в середину рабочего диапазона. Для калибровки нужно установить датчик в любое место области

сканирования, где, предположительно отсутствуют посторонние объекты, прижать его к поверхности и нажать на кнопку «Калибровка».

Таблица 4 – Индивидуальные задания для проведения радиолокационного сканирования элемента железобетонного фундамента

№ вари-	Координаты начальной	Ширина	Высота изоб-	Шаг по	Шаг по
№ вари-	точки сканирования по	изображе-	Высота изоб-	оси Х,	оси Y,
анта	точки сканирования по	изображе-	ражения, мм	оси Х,	оси Y,
анта	осям X и Y, мм	ния, мм	ражения, мм	мм	мм
	осям X и Y, мм	ния, мм		мм	мм
1	0, 50	600	50	5	5
2	0, 100	600	50	5	5
3	0, 150	600	50	5	5
4	0, 200	600	50	5	5
5	0, 250	600	50	5	5
6	0, 300	600	50	5	5
7	0, 350	600	50	5	5
8	0, 400	600	50	5	5
9	0, 450	600	50	5	5
10	0, 500	600	50	5	5
11	0, 550	600	50	5	5
12	0, 600	600	50	5	5
13	150, 50	500	100	5	5
14	150, 100	500	100	5	5
15	150, 150	500	100	5	5
16	150, 200	500	100	5	5
17	150, 250	500	100	5	5
18	150, 300	500	100	5	5
19	150, 350	500	100	5	5
20	150, 400	500	100	5	5
21	150, 450	500	100	5	5
22	150, 500	500	100	5	5
23	150, 550	500	100	5	5
24	150, 600	500	100	5	5
25	300, 50	400	150	5	5
26	300, 100	400	150	5	5
27	300, 150	400	150	5	5
28	300, 200	400	150	5	5
29	300, 250	400	150	5	5
30	300, 300	400	150	5	5
31	300, 350	400	150	5	5
32	300, 400	400	150	5	5
33	300, 450	400	150	5	5
34	300, 500	400	150	5	5
35	300, 550	400	150	5	5
36	300, 600	400	150	5	5
37	400, 150	200	200	5	5
38	400, 200	200	200	5	5
39	400, 250	200	200	5	5
40	400, 300	200	200	5	5

Рисунок 5 – Рабочее окно программы RASCAN-Q по заданию исходных данных сканирования

6Выполняется настройка размеров исследуемой области, устанавливается шаг сканирования по двум осям и начальная позиция в соответствии с вариантом индивидуального задания.

7Начинается сканирование путем нажатия кнопки «Старт». При этом в поле изображения появится область синего цвета, разбитая на элементарные прямоугольники, каждый из которых соответствует одному пикселю будущего изображения.

8Производится процесс сканирования. Датчик помещается в начальную точку сканирования, нажимается и отпускается кнопка «Начало строки» на датчике для фиксации первоначального положения. Далее датчик плавно перемещается слева направо по горизонтали, при этом рабочая поверхность должна быть плотно прижата к поверхности исследуемого элемента. По достижении границы сканирования по ширине раздается звуковой сигнал. Результат сканирования отображается на экране. Для сканирования следующей строки датчик устанавливается в новое исходное положение (на 5 мм ниже начальной точки сканирования) и цикл повторяется необходимое количество раз для охвата всей заданной области сканирвоания.

9Выполняется редактирование изображения с помощью программы RASCAN-Q (фокусировка изображения, устранение дефектов и кадрирование).

10 Производится анализ полученных результатов, строится эскиз расположения неоднородных включений и пустот в исследуемой области элемента железобетонного фундамента.

11 На основании анализа делается вывод достоверности полученных с помощью голографического радиолокатора «Раскан-5» данных о внутренней структуре элемента железобетонного фундамента.

Лабораторная работа № 3

Исследование внутренней структуры элемента железобетонного фундамента ультразвуковым методом

Цель работы: Исследовать внутреннюю структуру элемента железобетонного фундамента с включением арматуры, скрытых предметов и пустот с помощью ультразвукового низкочастотного томографа А1040 MIRA.

Оборудование и материалы:

1Ультразвуковой низкочастотный томограф А1040 MIRA.

2Ноутбук со специализированным программным обеспечением.

3Железобетонный элемент фундамента с внутренними пустотами и инородными включениями.

Основные теоретические положения

Ультразвуковой томограф А1040 MIRA предназначен для контроля конструкций из бетона, железобетона и камня при одностороннем доступе к ним с целью определения целостности материала в конструкции, поиска инородных включений, полостей, непроливов, расслоений и трещин, а также измерения толщины объекта контроля (рис. 6). Возможен контроль объектов с толщиной до 2 метров.

Рисунок 6 – Внешний вид томографа ультразвукового низкочастотного А1040 MIRA

Томограф представляет собой полностью автономный измерительный блок, которым проводят сбор и томографическую обработку полученных данных. Измерительный блок содержит матричную антенную решетку из 48 (12 блоков по 4 элемента в каждом) низкочастотных широкополосных преобразователей поперечных волн с сухим точечным контактом и керамическими износостойкими наконечниками (рис. 7). Это обеспечивает их продолжительное использование по грубым поверхностям, без применения контактной жидкости. Каждый преобразователь имеет независимый пружинный подвес, что позволяет проводить контроль по неровным поверхностям. Номинальная рабочая частота решетки 50 кГц.

Рисунок 7 – Антенная решетка ультразвукового низкочастотного томографа А1040 MIRA

На лицевой стороне прибора расположен TFT дисплей и клавиатура, которые позволяют настраивать прибор на объект контроля, выбирать необходимые режимы работы, проводить контроль и предварительный анализ.

Работа томографа осуществляется от съемного аккумулятора, который обеспечивает до 5 часов непрерывной работы. Также возможно питание прибора напрямую от сети переменного тока.

Вприборе используется метод синтезированной фокусируемой апертуры

скомбинационным зондированием (САФТ-К), при котором происходит фокусировка ультразвука в каждую точку полупространства. Массив данных формируется путем сбора информации со всех измерительных пар антенного устройства томографа. Принимаемые антенной решеткой сигналы обрабатываются на встроенном компьютере непосредственно в процессе работы. Затем полученные данные представляются на экране прибора и сохраняются во встроенной флэш-памяти. В результате получается наглядный образ сечения объекта контроля (В-тип), где разными цветами (в зависимости от выбранной цветовой схемы) закодирована отражающая способность каждой точки визуализируемого объема (рис. 8).

Рисунок 8 – Схема расположения плоскостей сканирования

Время сбора данных и вывода на экран образа сечения в одной позиции решетки – 3 сек. Для расширенной обработки данных с помощью специализированного программного обеспечения существует возможность передать их на внешний компьютер.

В томографе реализовано два основных режима работы.

Режим «ОБЗОР» предназначен для оперативного просмотра внутренней структуры конструкции в произвольных местах. На экране отображается В- томограмма на глубину до 2 метров.

Дополнительно в данном режиме возможно:

автоматическое определение скорости распространения ультразвуковой волны.

измерение координат и уровней образов в томограмме.

измерение толщины конструкции.

просмотр В-Сканов (рис. 9).

Рисунок 9 – Пример рабочего окна экрана томографа в режиме «Обзор»

Режим «КАРТА» предназначен для формирования массива данных в форме набора В-томограмм объекта контроля (перпендикулярных поверхности) при сканировании антенной решеткой вдоль ранее размеченных линий с постоянным шагом (рис. 10). Из накопленного 3-мерного массива данных можно выводить на экран любое изображение В-типа.

Рисунок 10 – Пример рабочего окна экрана томографа в режиме «Карта»

Контроль проводится по схеме пошагового сканирования объекта контроля с объединением данных и реконструкцией объема под всей отсканированной площадью объекта контроля.

Томграф А1040 MIRA поставляется в комплекте со специализированным программным обеспечением для расширенной обработки собранных данных на внешнем компьютере.

Программа обеспечивает считывание данных из прибора и представления их как в виде томограмм, так и в 3-мерном объемном виде, что облегчает понимание конфигурации внутренней структуры бетонного объекта контроля.

Для каждого отражателя можно определить координаты его залегания в объекте контроля.

Порядок выполнения работы

1 Исследуемая поверхность очищается от пыли и других загрязнений, мешающих проникновению низкочастотных ультразвуковых волн.

2 Составляется схема сканирования в соответствии с индивидуальным вариантом (табл. 5). Начало координат соответствует верхнему левому углу поверхности. Ось Х направлена от начала координат вправо, ось Y – вниз.

3На рабочую поверхность элемента фундамента наносится сетка с размером квадрата 50 50 мм в соответствии с индивидуальным вариантом.

4Включается прибор (включение происходит с десятисекундной задержкой, повторное нажатие приведет к выключению прибора).

5Включается режим НАСТРОЙКА и производится настройка параметров для работы прибора.

6Производится проверка прибора. Томограф помещается в место поверхности, где заранее известна внутренняя структура объекта, плотно прижимается к исследуемой поверхности, после чего нажимается кнопка начала зон-

дирования (кнопка «пуск» на ручке томографа). Проверка производится в режиме ОБЗОР путем анализа полученного изображения В-Скана с фактической внутренней структурой объекта.

Таблица 5 – Индивидуальные задания для проведения исследования элемента железобетонного фундамента ультразвуковым томографом

№ вари-	Координаты начальной	Ширина	Высота изоб-	Шаг по	Шаг по
№ вари-	точки сканирования по	изображе-	Высота изоб-	оси Х,	оси Y,
анта	точки сканирования по	изображе-	ражения, мм	оси Х,	оси Y,
анта	осям X и Y, мм	ния, мм	ражения, мм	мм	мм
	осям X и Y, мм	ния, мм		мм	мм
1	0, 50	600	250	50	50
2	0, 100	600	250	50	50
3	0, 150	600	250	50	50
4	0, 200	600	200	50	50
5	0, 250	600	200	50	50
6	0, 300	600	200	50	50
7	0, 350	600	200	50	50
8	0, 400	600	150	50	50
9	0, 450	600	150	50	50
10	0, 500	600	150	50	50
11	100, 50	500	250	50	50
12	100, 100	500	250	50	50
13	100, 150	500	250	50	50
14	100, 200	500	200	50	50
15	100, 250	500	200	50	50
16	100, 300	500	200	50	50
17	100, 350	500	200	50	50
18	100, 400	500	150	50	50
19	100, 450	500	150	50	50
20	100, 500	500	150	50	50
21	200, 50	400	250	50	50
22	200, 100	400	250	50	50
23	200, 150	400	250	50	50
24	200, 200	400	200	50	50
25	200, 250	400	200	50	50
26	200, 300	400	200	50	50
27	200, 350	400	200	50	50
28	200, 400	400	150	50	50
29	200, 450	400	150	50	50
30	200, 500	400	150	50	50
31	300, 150	300	250	50	50
32	300, 200	300	250	50	50
33	300, 250	300	250	50	50
34	300, 300	300	200	50	50
35	300, 350	300	200	50	50
36	300, 400	300	200	50	50
37	300, 450	300	200	50	50
38	300, 500	300	150	50	50
39	400, 150	250	250	50	50
40	400, 200	250	250	50	50

7Производится местный контроль. Томограф помещается центральную часть заданной области сканирования, нажимается и отпускается кнопка «пуск» на ручке томографа. Производится несколько сканирований. Полученные сканы изображения анализируются, и делается предварительный вывод о внутренней структуре исследуемого объекта. Данные, получаемые при контроле в этом режиме, не записываются автоматически, поэтому их следует записывать при необходимости вручную, как отдельные кадры.

8Производится сплошной контроль. Для этого выбирается режим КАРТА, задаются ее параметры в соответствии с индивидуальным вариантом. Прибор помешается в точку начала сканирования, которое отмечено разметкой на исследуемой поверхности и нажать кнопку зондирования. Далее, прибор помещается в следующее положение в соответствии с ранее размеченной сеткой. Таким способом проходится вся область сканирования.

9Полученные данные передаются на ноутбук, где с помощью специализированной программы строятся характерные сканы и 3D-модель исследуемой области элемента железобетонного фундамента.

10Полученные данные анализируются, делается вывод достоверности полученных с помощью ультразвукового томографа данных о внутренней структуре элемента железобетонного фундамента.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Руководство по эксплуатации стенда для испытания моделей фундаментов. – Пенза : «Геотек», 2013. – 48 с.

2 Прибор неразрушающего контроля строительных конструкций Раскан 5/4000-7000. Инструкция по эксплуатации. – М. : «RSLab», 2012 – 32 с.

3 Ультразвуковой низкочастотный томограф А1040 MIRA. Инструкция по эксплуатации. – М. : «АКС», 2012 – 44 с.

4Каневский, И.Н. Неразрушающие методы контроля : учеб. пособие / И.Н. Каневский, Е.Н. Сальникова. – Владивосток : Изд-воДВГТУ, 2007. – 243 с.

5СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. – М. : ОАО ЦППЭ, 2011. – 166 с.

<<< < Предыдущая 12 / 22

Соседние файлы в предмете Механика грунтов оснований и фундаментов