基于超声-回弹法混凝土强度测定研究

基于超声-回弹法混凝土强度测定研究

郭臻张峰王娜娜

郭臻①GuoZhen；张峰②ZhangFeng；王娜娜③WangNa'na

（①东北石油大学，大庆163318；②渤海钻探工程公司测井分公司，天津300270；③大港油田公司第一采油厂，天津300280）

（①NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China；②LoggingBranchofCNPCBohaiDrillingEngineeringCompany，Tianjing300270，China；

③FirstOilProducrionPlant，DagangOilfieldCompany，PetroChina，Tianjing300280，China）

摘要：介绍了超声-回弹法测定混凝土强度的原理，利用非线性最小二乘法求得了大庆地区混凝度强度测定的超声-回弹法公式.

Abstract:Theprincipleofconcretestrengthmeasurementbasedonultrasound-resiliencemethodisintroduced,ultrasound-resiliencemethodformulaofconcretestrengthmeasurementinDaqingdistrictisobtainedbyusingthenonlinearleastsquaremethod.

关键词：超声-回弹法；混凝土强度；非线性最小二乘法

Keywords:ultrasound-resiliencemethod；concretestrength；nonlinearleastsquaremethod

中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）10-0055-01

0引言

超声－回弹综合法检测结构混凝土强度，是1966年由罗马尼亚建筑及建筑经济科学研究院首次提出的。1971年罗马尼亚颁布了《超声－回弹综合法确定混凝土强度技术规程》，从此，超声－回弹综合法开始受到各国科技工作者的重视。我国于1976年引进这一方法，在结合我国具体情况的基础上，许多科研单位进行了大量的研究试验[1-4]。由于超声－回弹综合法能较全面的、有效地评价混凝土质量，在国内多项工程混凝土强度检测中均采用这一方法，为工程质量事故的处理提供了重要依据。

1超声-回弹法基本原理

对混凝土强度影响因素的大量分析表明：混凝土强度是一个多因素的综合指标，它与弹性、塑性、材料结构的非均质性等一系列因素有关。因此，用单一的物理指标必然难以全面的反映这些要素，更不能确切地反映强度值。所以人们就想到用较多的指标综合反映混凝土强度，这就是超声-回弹法的基本设想。

超声-回弹法就是采用超声仪和回弹仪，对结构混凝土同一测区分别测量声速和回弹值，然后利用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土的强度。采用超声－回弹综合法测定混凝土强度，既能反映混凝土的弹性、又能反映混凝土的塑性；既能反映表层状态，又能反映内部构造，能弥补单一法在较低或较高强度区间的不足。采用超声－回弹综合法可以抵消或减少某些因素对混凝土强度的影响，从而提高测强曲线的可信度，使不同条件的修正大为简化。

2测强曲线的建立

为提高大庆射孔弹检测中心混凝土的无损测强精度，本文在对采用大庆地方材料所配制的混凝土试块进行试验所取得的大量试验数据进行分析的基础上，进行统计回归处理，确定了适合大庆地区的超声-回弹法测强的函数模型及回归曲线公式，对提高无损检测精度有着重要的实际意义。

现利用大庆射孔器材检验中心提供的14条测试数据对按GB/T20488-2006《油气井聚能射孔器材性能试验方法》要求制作的混凝土靶专用超声-回弹法测强曲线进行回归。根据数据分析，发现强度与超声值、回弹值为幂函数关系，即：

式中：M-混凝土靶抗压强度，v－超声值，h－回弹值。利用已知实验数据，求函数中的未知参数。

模型的一般形式为：

这里X是非线性模型参数X的非线性最小二乘估计，可用Levenberg-Marquardt方法求解。

将上述方法应用于大庆射孔弹检测中心提供的14条数据进行计算，得到系数为：即强度与超声值、回弹值关系模型为：

式中v－超声值，h－回弹值。测量值与计算值对比见表1。

从表1可以看出，应用非线性最小二乘法回归得到的超声-回弹值公式的计算误差很小，可以应用于大庆射孔器材检验中心超声-回弹法检测混凝土靶强度的无损检测中。

3结束语

利用非线性最小二乘法对超声-回弹法测定混凝土强度的公式进行回归处理，得到了大庆射孔器材检验中心超声-回弹法检测混凝土靶强度的拟合公式，根据误差结果验证了所采用方法的可行性以及所计算结果的正确性。

参考文献：

[1]刘康和.超声回弹综合法的工程应用[J].长江职工大学学报.2003.20（1）：10-12.

[2]张波.超声平测一回弹综合法测试混凝土强度研究[J].工程质量.2002，3：27-28.

[3]余红发.混凝土非破损测强技术研究[M].中国建材工业出版社.1999.

[4]CECS02：88《超声-回弹综合法检测混凝土强度技术规程》.