19. Неразрушающие методы испытаний при обследовании технического состояния элементов строительных конструкций. Акустические методы испытаний.

К неразрушающим методам обследования конструкций относятся те, которые не нарушают целостность элементов конструкций или приводят к небольшим местным повреждениям поверхности конструкции, не снижающим ее несущей способности. Акустические методы относятся к физическим методам испытаний. Различают — резонансный, ультразвуковой, ударный. Основаны на определении косвенных акустич. характеристик объекта испытания, к-рые связаны с его физико-механич. свойствами.

Резонансный (вибрационный) метод позволяет определять динамич. модуль упругости образцов по частоте собственных изгибных или продольных колебаний, динамич. модуль сдвига по частоте собственных крутильных колебаний, коэффициент затухания. Для определения собственной частоты изгибных колебаний образец (прямоугольная балка, плита или цилиндр) укладывается на две опоры. Против середины образца устанавливается возбудитель колебаний. С помощью генератора и возбудителя в образце возбуждаются изгибные колебания. Меняя частоту генератора, добиваются максимального размера изображения на экране по вертикали, что соответствует совпадению частот (резонансу) вынужденных и собственных колебаний образца. Для каждого образца по резонансной частоте (отсчитываемой по шкале генератора) определяется по формуле динамич. модуль упругости. При определении собственной частоты продольных колебаний в образцах обычно применяют схему установки, в к-рой возбудитель и датчик располагаются по торцам испытываемого образца, имеющего крепление в центре. В момент резонанса в образце возникают продольные стоячие волны. Собственные частоты крутильных колебаний измеряются по схеме. Возбудитель и датчик устанавливаются по концам образца на максимальном расстоянии от продольной оси образца.

При резонансе крутильных колебаний концы образца имеют максимальную амплитуду колебаний, а узловая точка (с амплитудой, равной нулю) лежит в середине образца.

Коэффициент затухания, являющийся показателем вязкопластических свойств материала, определяется при резонансном методе путем измерения амплитуд изгибных колебаний образца (по экрану осциллографа или шкале вольтметра) на неск. близких к резонансной частотах. По этим данным строится резонансная кривая, ширина к-рой на высоте 0,5 от амилитуды точки резонанса характеризует коэффициент затухания. Резонансный метод позволяет следить за измерениями свойств образцов, подвергаемых внешним воздействиям или находящимся в стадии твердения, исследовать кинетику твердения бетонов, структурные изменения при испытаниях на морозостойкость. По динамическому модулю упругости можно определять предел прочности бетона.

Ультразвуковой импульсный метод основан на измерении скорости распространения ультразвуковых импульсов, с помощью к-рого можно определить динамич. модуль упругости, являющийся характеристикой прочности. Определение скорости ультразвука производится измерением времени его распространения по всей толщине испытываемого объекта или на нек-ром его участке. Для измерения времени распространения ультразвука применяются спец. электронные приборы.

Ударный метод - усиленный сигнал включает пусковое устройство микросекундомера, к-рый начинает отсчитывать время. Когда волна доходит до второго датчика, сигнал последнего выключает пусковое устройство микросекундомера и счет времени прекращается. Показания микросекундомера будут соответствовать времени распространения ударной волны между двумя датчиками. По времени распространения волны и по расстоянию между датчиками определяется скорость распространения ударной волны в объекте испытаний. По тарировочной зависимости между скоростью и пределом прочности устанавливается предел прочности испытываемого объекта. Достоинствами ударного метода испытаний является возможность испытания сооружений большой длины, имеющих свободный доступ только с одной стороны.