基于Snell定律超聲波CT的混凝土無損檢測(cè)方法研究及其應(yīng)用軟件開發(fā).pdf

1、混凝土是建筑工程中最主要的結(jié)構(gòu)材料，在施工過程中，由于施工等諸多不確定因素會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)各種缺陷?；炷两Y(jié)構(gòu)遭到破壞就會(huì)影響到整個(gè)工程的安全，因此，對(duì)混凝土內(nèi)部的缺陷進(jìn)行無損檢測(cè)變得越來越重要。超聲波層析成像技術(shù)具有分辨率高、圖像清晰、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，而且能較準(zhǔn)確地判斷混凝土內(nèi)部缺陷的大小及其位置，是一種重要的混凝土檢測(cè)方法。本文將基于Snell定律的射線追蹤方法引入到層析成像中，研究其對(duì)混凝土的檢測(cè)效果以及影響成像的主要因素，并

2、開發(fā)了相應(yīng)的工程應(yīng)用軟件。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　(1)建立了低速、高速、混合速度異常的混凝土矩形模型(0.4m?0.5m)，分析并比較了基于Snell定律的層析成像的效果。通過建立前述三種模型，分析各個(gè)模型的直線追蹤、一次射線追蹤、二次射線追蹤的路徑情況、ART反演情況和速度均方相對(duì)誤差情況。結(jié)果表明：直射線追蹤的層析成像的效果不如一次和二次射線追蹤，一次和二次射線追蹤的路徑可以基本看出缺陷的位置所在，而且二次射線追

3、蹤的路徑?jīng)]有發(fā)生較大的突變，平滑過渡，它的速度均方相對(duì)誤差最小，反演圖的輪廓較為清晰，與理論模型較為吻合，運(yùn)用這種算法有效地提高了成像的精度。
　　(2)分析了影響基于Snell定律的超聲波成像的主要因素。以低速異常的混凝土模型為例，分析了網(wǎng)格剖分、射線追蹤方式、測(cè)線分布密度、缺陷波速對(duì)CT成像的影響。結(jié)果表明：當(dāng)采用左右單向檢測(cè)方式時(shí)，在正演劃分的水平和豎直網(wǎng)格數(shù)相等的情況下，最合適的反演的網(wǎng)格數(shù)應(yīng)選擇：290/正演網(wǎng)格數(shù)，合適

4、的網(wǎng)格對(duì)提高CT成像的精度有很大的幫助；二次射線追蹤成像的效果比直線和一次射線追蹤要好；測(cè)線分布越密集，成像的效果越好；缺陷速度越接近背景模型速度，偽影干擾越小，誤差越小，成像的效果越好。
　　(3)開發(fā)了基于Snell定律的超聲波層析成像軟件，并應(yīng)用在實(shí)際工程案例中。在LabVIEW平臺(tái)開發(fā)層析成像軟件，包括聲時(shí)讀取、顯示射線路徑、反演重建的設(shè)計(jì)，正演方法有直線、一次射線、二次射線追蹤，射線路徑以二維圖顯示，并能導(dǎo)出修正的聲時(shí)數(shù)