超声波检测桩完整性的模糊综合评判研究

摘要

由于桩基础承载力大，并且能适应大部分复杂地基，所以桩基础在工程中得到了广泛的应用。但是有质量问题的桩基础经常会引起工程事故，所以桩基础的质量检测是至关重要的。一般在设计符合规范情况下，如果桩身完整性达到要求，桩的承载力往往都能达到要求。因此，对于混凝土灌注桩来说，桩身完整性检测是尤为重要的。在桩身完整性检测中，超声波因为具有操作简易、检测全面等优点而被广泛应用，所以有必要对其作进一步研究。 本文从超声波的基本原理和检测方法出发，分析超声波在混凝土中传播时声学参数与混凝土质量的关系，总结出各个声学参数的特征；研究了现有的各种桩身质量判据与方法，并且总结了它们存在的问题，从而提出综合评判的必要性。 本文同时研究了模糊数学理论、模糊综合评判以及它在各个领域的应用，在研究中发现模糊综合评判常用的模型具有失效性。对此本文给予数学证明，并提出了自已的建议与改进方法。在此基础上，本文将模糊综合评判与桩完整性检测结合起来，提出了一套更新的、有合理依据的桩身完整性模糊综合评判法。 为了验证本文所提出的模糊综合评判法的可行性，本文采用了大量的工程桩进行实例分析及验证。在验证中，将本文的模糊综合评判法得出的评判结果与现行评判法的进行对比，发现现行评判法的确存在不够理想的地方，而本文所提出的模糊综合评判法解决了这些不足，取得了良好效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2超声波检测技术的发展情况

1.2.1国外发展情况

1.2.2国内发展情况

1.3存在的问题

1.4本文研究的意义与内容

1.4.1研究意义

1.4.2研究内容

第二章超声波的检测原理

2.1概述

2.2基本概念

2.2.1波的分类

2.2.2混凝土超声检测法使用的声波

2.2.3波动方程

2.2.4波形及其参数

2.2.5声波在介质中的传播速度

2.2.6超声场的特征量

2.3超声波的传播规律

2.4超声波检测缺陷的原理

2.4.1基桩混凝土的性质

2.4.2超声波在混凝土中的衰减

2.4.3超声波参数与混凝土质量的关系

2.5超声波的声学参数特征

2.5.1声速

2.5.2波幅

2.5.3频率

2.5.4波形

第三章桩身混凝土质量判据及方法

3.1概述

3.2声速判据

3.2.1概率法

3.2.2声速低限值法

3.3 PSD判据(斜率法判据)

3.4波幅判据

3.5主频判据

3.6实测声波波形

3.7多因素概率分析法(简称NFP)

3.8声阴影重叠法

3.9各种判据与方法存在的问题

3.9.1概率法存在的问题

3.9.2 PSD判据存在的问题

3.9.3波幅判据存在的问题

3.9.4主频判据存在的问题

3.9.5多因素概率分析法

3.10现行评判法存在的不足

第四章模糊数学的基本知识

4.1模糊数学概述

4.2模糊数学理论

4.2.1模糊集概念

4.2.2集合的表示法

4.2.3模糊关系

4.3模糊综合评判的基本步骤

4.3.1建立因素集

4.3.2建立评价集

4.3.3单因素模糊评判

4.3.4建立权重集

4.3.5模糊综合评判

4.3.6模糊综合评判的数学模型

4.3.7隶属函数的选择

4.4模糊综合评判指标的处理

4.4.1最大隶属度判决法

4.4.2加权平均判决法

4.4.3贴近度分析法

第五章桩身完整性模糊综合评判模型的建立

5.1综合评判的必要性

5.2运用模糊数学的必要性

5.3模糊综合评判模型的几个关键问题

5.3.1模糊综合评判数学模型的选择

5.3.2单因素模糊评判的确定

5.3.3权重集的确定

5.4桩身完整性模糊综合评判模型的建立

5.4.1建立综合评判的因素集

5.4.2建立因素的权重集

5.4.3建立桩完整性的评价集

5.4.4建立模糊评判矩阵

5.4.5模糊综合评判

5.4.6评判指标的处理

第六章工程实例应用

6.1工程实例概况

6.2实例计算

6.2.1实例一

6.2.2实例二

6.3进一步验证

6.4小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的相关学术论文

致谢