基于超声波波速的钢管混凝土带球冠形脱空缺陷定量评估模型

作者：凌干展; 秦大燕; 解威威^*; 吴雄华; 唐睿楷; 赵玉峰; 侯凯文; 曹璐; 丁自豪

来源：工程力学, 2023, 1-10.

• 脱空缺陷
• 钢管混凝土
• 超声波波速
• 时变特性
• 多因素模型

为研究球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拱桥超声波检测的影响机理及灌注成桥后的密实性评估，研究提出了一种基于超声波波速的钢管混凝土带球冠形脱空缺陷定量评估模型。首先通过开展试验检测并搜集遴选了1365组试验检测数据补充完善现有数据库；然后通过对试验数据的分析，揭示了脱空缺陷对超声波波速的影响机理，建立了考虑脱空缺陷影响的超声波波速计算模型；进而考虑时变特性对超声波波速的耦合影响，并通过引入脱空率影响系数和时间系数，结合非线性回归分析确定模型参数取值，提出了基于超声波波速的钢管混凝土带球冠形脱空缺陷定量评估模型；最后通过与现有模型和试验数据的对比分析，验证了该模型的有效性。分析表明，球冠形脱空缺陷的存在（脱空率在0.5%～9.2%）导致钢管混凝土试件的超声波波速检测结果下降幅度达4.4%～22.8%，且当脱空率不大于5.5%时，脱空缺陷对超声波波速的影响较为显著；结合脱空率修正函数和时变函数，不仅可以构建脱空率和超声波波速之间的显示函数关系，而且可以满足不同检测龄期的要求；当混凝土抗压强度、检测龄期和脱空率等参数取不同取值时，所建立的模型预测精度均达到90%以上，对管内混凝土的密实性能及缺陷评估具有较好的计算精度和适用性。

• 单位
  广西路桥工程集团有限公司; 西南交通大学; 土木工程学院