Đánh giá khuyết tật cọc khoan nhồi theo vận tốc sóng siêu âm

Bài viết Đánh giá khuyết tật cọc khoan nhồi theo vận tốc sóng siêu âm trình bày tổng quan cơ sở lý thuyết, yêu cầu và chỉ dẫn kỹ thuật của phương pháp thí nghiệm siêu âm truyền qua hai ống; ngoài ra việc đánh giá khuyết tật, dự đoán cường độ bê tông cọc dựa trên kết quả vận tốc sóng siêu âm thu được theo tiêu chuẩn hiện hành cũng được đưa ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá khuyết tật cọc khoan nhồi theo vận tốc sóng siêu âm Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 ĐÁNH GIÁ KHUYẾT TẬT CỌC KHOAN NHỒI THEO VẬN TỐC SÓNG SIÊU ÂM Nguyễn Ngọc Thắng Trường Đại học Thủy lợi, email: thangnn@tlu.edu 1. GIỚI THIỆU Vận tốc truyền sóng siêu âm được xác Trong số các phương pháp thí nghiệm sử định bằng cách đo thời gian truyền xung siêu dụng xung siêu âm truyền qua ống hiện nay âm giữa hai đầu thu - phát (T) và quãng phương pháp siêu âm truyền qua hai ống đường truyền sóng (khoảng cách giữa hai ống (CSL) nhờ việc đo vận tốc sóng âm truyền thăm dò, D) qua biểu thức (1): trong bê tông là một phương pháp được sử D dụng phổ biến trên Thế giới cũng như ở Việt VP = (1) T Nam hiện nay. Nguyên lý của phương pháp này dựa chủ yếu vào vận tốc âm truyền trong Trong môi trường vật liệu đồng nhất, vận bê tông nên cho kết quả thí nghiệm có độ tin tốc sóng P (Vp) phụ thuộc vào mô đun đàn cậy được đánh giá khá cao, giá thành thí hồi của vật liệu (E), hệ số Poisson (ν) và tỷ nghiệm hợp lý; phương pháp thí nghiệm và trọng (ρ) của vật liệu theo biểu thức (2) [3]: vận hành thiết bị đơn giản [1]. VP = (1 −ν )E (2) Trong bài báo này tác giả trình bày tổng (1 + ν )(1 − 2ν )ρ quan cơ sở lý thuyết, yêu cầu và chỉ dẫn kỹ thuật của phương pháp thí nghiệm siêu âm Như vậy bằng cách xác định vận tốc truyền qua hai ống; ngoài ra việc đánh giá truyền sóng siêu âm tại các vị trí khác nhau khuyết tật, dự đoán cường độ bê tông cọc có thể kết luận về tính không đồng nhất của dựa trên kết quả vận tốc sóng siêu âm thu bê tông cọc; nguyên nhân có thể do sự tồn tại được theo tiêu chuẩn hiện hành cũng được các lỗ rỗng chứa khí, nước hoặc do bê tông đưa ra. cọc có lẫn tạp chất bentonite, đất. Tuy nhiên để đánh giá độ đồng nhất của bê 2. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM SIÊU tông cọc cần xét đến năng lượng của sóng ÂM CỌC KHOAN NHỒI siêu âm. Đặc trưng khả năng truyền sóng trong một môi trường vật chất được định 2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp nghĩa là trở kháng sóng âm, ký hiệu là Z. Sóng siêu âm truyền trong bê tông dưới Giá trị của Z phụ thuộc tuyến tính vào vận hai dạng gồm sóng dọc (hay sóng nén, ký tốc sóng Vp trong môi trường đó, tỷ trọng của hiệu P) và sóng ngang (hay sóng cắt, ký ρ của vật liệu theo biểu thức (3): hiệu S). Sóng P là loại sóng có phương dao động của các phần tử vật chất trùng với Z = ρ.VP (3) phương truyền sóng trong khi sóng S là loại Olson at al (2002), [5] đã tiến hành thí sóng có phương dao động vuông góc với nghiệm truyền sóng siêu âm trong môi phương truyền sóng. Trong phương pháp trường vật liệu đồng nhất, và từ (3) đã xác siêu âm, sóng S tương đối yếu nên được bỏ định được trở kháng sóng âm tương ứng với qua [2]. môi trường đó, tổng hợp trong Bảng 1. 63 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Bảng 1. Trở kháng sóng âm trước khi thi công bê tông và đổ đầy nước Trở kháng sóng âm sạch nhằm tăng chất lượng truyền âm. Hai Vật liệu đầu dò gồm một đầu phát, một đầu thu được kg/(m2.s) Bê tông 7 ÷ 10 × 106 thả vào ống đồng thời ở cùng cao độ và được Không khí 0,4 kéo từ đáy lên đỉnh cọc với một vận tốc Nước 1,5 × 106 ngang nhau [3]. Đất 0,3 ÷ 0,4 × 106 Cơ chế hoạt động của thiết bị gồm một bộ Đá, Sỏi cứng 15 ÷ 19 × 106 biến áp điện phát xung điện theo dây dẫn đến Thép 45 ÷ 47 × 106 đầu phát, đầu phát chuyển xung điện sang dao động cơ học có tần số 20 – 100 kHz và Khi sóng siêu âm truyền qua hai môi truyền qua bê tông. Đầu thu nhận sóng siêu trường khác nhau, một phần năng lượng sóng âm và chuyển từ dao động cơ học sang xung tới sẽ bị phản xạ tại mặt phân cách giữa hai điện rồi theo dây dẫn truyền về máy tính. Tín môi trường đó. Trong trường hợp này, hệ số hiệu sóng siêu âm cũng được hiển thị trên phản xạ, ký hiệu R, được xác định gần đúng màn hình theo chiều dài thân cọc cho mỗi theo công thức (4), [4]: mặt cắt và ghi lại thành tệp số liệu phân tích. ⎛ Z − Z1 ⎞ 2 Tiêu chuẩn TCVN 9396: 2012 [3] quy R = ⎜⎜ 2 ⎟⎟ (4) định cách bố trí, thông số kỹ thuật ống thăm ⎝ Z 2 + Z1 ⎠ dò và sai số đo sâu cho phép, tập hợp trong với Z1, Z2 lần lượt là trở kháng sóng âm của Bảng 2 và minh họa ở Hình 3. môi trường thứ nhất và thứ hai. Giá trị R trong biểu thức (4) luôn ≤ 1, mức ...