LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Будівництво → Акустико-емісійна оцінка ранніх стадій розвитку тріщин у бетоні та залізобетоні

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ


ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ім. Г.В. КАРПЕНКА







ЛОТОЦЬКИЙЮрій Львович




УДК 539.3:620.179.17




АКУСТИКО-ЕМІСІЙНА ОЦІНКА РАННІХ СТАДІЙ
РОЗВИТКУ ТРІЩИН У БЕТОНІ ТА ЗАЛІЗОБЕТОНІ





05.02.10 – ДІАГНОСТИКА МАТЕРІАЛІВ ТА КОНСТРУКЦІЙ








Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук






Львів – 2008


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Фізико-механічному інституті ім. Г.В. Карпенка НАН України



Науковий керівник:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник СКАЛЬСЬКИЙ Валентин Романович, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, завідувач відділу акустико-емісійного діагностування елементів конструкцій


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

ЛАНТУХ-ЛЯЩЕНКО Альберт Іванович, Національний транспортний університет МОН України, м. Київ, професор кафедри мостів і тунелів



доктор фізико-математичних наук, професор

ЧЕКУРІН Василь Феодосійович, Інститут прикладних проблем механіки та математики ім. Я.С. Підстригача НАН України, м. Львів, завідувач відділу математичних проблем механіки неоднорідних тіл





Захист відбудеться "06" травня 2008 року о 15 00 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 35.226.01 у Фізико-механічному інституті
ім. Г.В. Карпенка НАН України за адресою: 79601, м. Львів, МСП, вул. Наукова, 5.




З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Фізико-механічного інституту
ім. Г.В. Карпенка НАН України за адресою: 79601, м. Львів, МСП, вул. Наукова, 5.




Автореферат розісланий "04" квітня 2008 р.



Учений секретар
спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук, професор



Б.П. Русин


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Постійний приріст різного роду навантажень, різка зміна температури, опади, волога та вплив інших фізичних факторів призводять до деградації бетонних та залізобетонних елементів будівельних конструкцій тривалого експлуатування. Це спричинює зменшення їх несучої здатності, перерозподілу напружень, як у локальних областях, так і в усьому об'ємі, скорочення проектного ресурсу. Внаслідок дії наведених вище чинників, відбувається розвиток існуючих та зародження нових тріщиноподібних дефектів, що слід ураховувати з огляду міцності конструкцій. Тому, актуальною є потреба виявлення таких пошкоджень саме на ранніх стадіях зародження та розвитку руйнування. Особливо гостро ця проблема стосується мостів на автомобільних дорогах України, оскільки їх кількість у аварійному стані або таких, що не відповідають вимогам безпечної експлуатації, невпинно зростає: у 1996 р. становила 220 одиниць, а у 2006 р. – понад 360 одиниць. Подібна ситуація спостерігається і в інших галузях будівництва (цивільне, промислове, гідротехнічне тощо). Призупинити такі небезпечні тенденції та відвернути катастрофічне руйнування вказаних конструкцій, що, зазвичай, супроводжується людськими жертвами і великими матеріальними збитками, можливо за систематичного діагностування та моніторингу їх методами неруйнівного контролю. З цією метою найчастіше застосовують такі: проникаючих середовищ, оптичні, магнітні, радіаційні, акустичні тощо. З поміж останніх, вигідно вирізняється метод акустичної емісії (АЕ), який завдяки своїм перевагам дає можливість оцінювати динаміку розвитку дефектів та стадії руйнування матеріалів під час експлуатації об'єктів, вирізняється високою чутливістю та дозволяє проводити контроль у
реальному масштабі часу без створення штучних фізичних полів, незалежно від форми та розміру об'єкту контролю, забезпечує дистанційність відбору АЕ-інформації тощо. Для ефективного застосування явища АЕ для технічної діагностики і моніторингу стану відповідальних будівельних конструкцій тривалої експлуатації необхідно встановити кількісні параметри сигналів АЕ, що супроводжують зародження та розвиток ранніх стадій руйнування бетону та залізобетону, з яких виготовляють їх несучі елементи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації виконувались у рамках держбюджетної наукової теми за відомчим замовленням НАН України: 2005-2007 рр. – "Створення методів і засобів АЕ-оцінки розвитку об'ємної пошкодженості конструкційних матеріалів під дією навантаження та наводнення", № держреєстрації (ДР) 0105U004305, дисертант – виконавець; цільової комплексної програми НАН України "Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин" ("Ресурс"): 2004-2006 рр. – "Розробка методик і засобів виявлення зародження та розвитку тріщин у великогабаритних об'єктах під впливом навантаження та робочого середовища", № ДР 0104U004570, дисертант – відповідальний виконавець; 2007-2009 рр. – "Створення методологічних засад акустико-емісійного діагностування стану елементів мостових конструкцій" № ДР 0107U005210, дисертант – відповідальний виконавець.

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є розв'язання науково-технічної задачі, а саме, встановити кількісні показники сигналів АЕ, що супроводжують руйнування у бетоні та залізобетоні під час ранніх стадій його зародження та розвитку і на цій підставі розробити методичні засади діагностування елементів великогабаритних конструкцій тривалого експлуатування.

Для досягнення поставленої у роботі мети необхідно розв'язати такі задачі:

  • створити модель акустико-емісійної кількісної оцінки ранніх стадій руйнування бетону та залізобетону;

  • оцінити кількісні параметри сигналів АЕ під час відшарування та руйнування крупного заповнювача у цементній матриці бетону та визначити об'ємну пошкодженість бетону на різних стадіях його деформування;

  • оцінити рівень амплітуд сигналів АЕ під час: відшарування арматури від бетону, зародження та розвитку мікротріщин в арматурі та її зварних з'єднаннях, а також під час початку розвитку наявних тріщин у залізобетонній балці під квазістатичним навантаженням її за схемою триточкового згину та визначити показник тріщиностійкості KІС для тріщин нормального відриву у бетоні, що спричинюють ці сигнали;

  • встановити значення коефіцієнта заникання пружних хвиль АЕ у бетоні та залізобетоні з наявними пошкодженнями та без них;

  • створити алгоритм оптимізації встановлення первинних п'єзоперетворювачів АЕ (ПАЕ) на великогабаритних об'єктах контролю з бетону і залізобетону та запропонувати