Tổng quan về ứng dụng của phương pháp chụp ảnh điện trở suất (ERT) trong đánh giá không phá hủy vật liệu xây dựng

Nghiên cứu phân tích sâu về cơ sở lý thuyết, bao gồm nguyên lý hoạt động, mô hình hóa bài toán thuận và nghịch, cũng như các phương pháp xử lý và tái tạo hình ảnh. Kết quả cho thấy ERT có khả năng phát hiện hiệu quả các khuyết tật bên trong, vết nứt nhỏ và gradient độ ẩm trong các cấu trúc bê tông và gỗ.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan về ứng dụng của phương pháp chụp ảnh điện trở suất (ERT) trong đánh giá không phá hủy vật liệu xây dựngTạp chí Khoa học công nghệ Giao thông vận tải Tập 13 - Số 4Tổng quan về ứng dụng của phương pháp chụp ảnhđiện trở suất (ERT) trong đánh giá không phá hủy vậtliệu xây dựngA review of Electrical Resistivity Tomography (ERT)applications in non-destructive evaluation ofconstruction materialsNguyễn Tuấn AnhNhóm nghiên cứu Khoa học và công nghệ ứng dụng cho sự phát triển bền vững (STASD), Trường Đại họcGiao thông vận tải Thành phố Hồ Chí MinhTác giả liên hệ: tuananh.nguyen@ut.edu.vnNgày nhận bài: 3/6/2024; Ngày chấp nhận đăng: 15/7/2024Tóm tắt:Phương pháp chụp ảnh điện trở suất (ERT) đang ngày càng được chú ý trong lĩnh vực đánh giá không pháhủy vật liệu và kết cấu xây dựng. Bài báo tập trung vào việc phân tích các nghiên cứu gần đây về ứng dụngERT trong kiểm tra không phá hủy bê tông và gỗ, chú trọng vào ba ứng dụng chính: Phát hiện khuyết tật,xác định vết nứt và đánh giá sự xâm nhập độ ẩm. Nghiên cứu phân tích sâu về cơ sở lý thuyết, bao gồmnguyên lý hoạt động, mô hình hóa bài toán thuận và nghịch, cũng như các phương pháp xử lý và tái tạohình ảnh. Kết quả cho thấy ERT có khả năng phát hiện hiệu quả các khuyết tật bên trong, vết nứt nhỏ vàgradient độ ẩm trong các cấu trúc bê tông và gỗ. Tuy nhiên, vẫn còn những thách thức về độ phân giải vàđộ nhạy, đặc biệt, trong môi trường vật liệu không đồng nhất. Bài báo cũng thảo luận các cải tiến gần đâyvà đề xuất hướng nghiên cứu trong tương lai để nâng cao hiệu quả của ERT, hướng tới việc ứng dụng rộngrãi hơn trong ngành công nghiệp xây dựng.Từ khóa: Chụp ảnh điện trở suất ERT; Phương pháp không phá hủy; Bê tông; Gỗ.Abstract:Electrical Resistance Tomography (ERT) has been proven as an effective tool in geotechnical engineering,with numerous applications in geological surveys, groundwater assessment, and contamination detection.Recognizing the immense potential of ERT, many scientists have developed and extended its applicationto the evaluation of construction materials, particularly concrete. This paper reviews and evaluates recentstudies on the application of ERT in non-destructive testing of concrete, focussing on three mainapplications: Defect detection, crack identification, and moisture penetration assessment. The studyprovides an in-depth analysis of the theoretical foundations, including operating principles, forward andinverse problem modeling, as well as image processing and reconstruction methods that have been adaptedto suit the characteristics of concrete. Results from various experiments demonstrate ERTs capability toeffectively detect internal defects, fine cracks, and moisture gradients in concrete structures. However,challenges remain regarding resolution and sensitivity, especially in heterogeneous concrete environments.The paper also discusses recent improvements and proposes future research directions to enhance theeffectiveness of ERT in concrete evaluation, aiming towards wider application in the construction industry.Keywords: Electrical Resistance Tomography (ERT); Non-Destructive Testing; Concrete; Timber. 69Nguyễn Tuấn Anh1. Giới thiệu [22], [32], [33], phát hiện ô nhiễm [34], [35], [36] và thăm dò khoáng sản [24].Các phương pháp kiểm tra không phá hủy(Non-Destructive Testing - NDT) đóng vai trò ERT đã chứng minh hiệu quả trong lĩnh vựcquan trọng trong việc đánh giá tình trạng và đặc khảo sát địa kỹ thuật, việc áp dụng nó để đánhtính của vật liệu xây dựng, không gây hư hại giá vật liệu xây dựng vẫn còn tương đối mới mẻđến kết cấu [1], [2], [3]. NDT cho phép thực và đang được tích cực nghiên cứu. Việc điềuhiện kiểm tra định kỳ, phát hiện sớm các khuyết chỉnh công cụ cũng như phương pháp ERT từtật tiềm ẩn, và đưa ra các biện pháp bảo trì kịp lĩnh vực địa kỹ thuật sang đánh giá vật liệu xâythời, từ đó, góp phần nâng cao độ tin cậy và kéo dựng đòi hỏi nhiều thách thức cần được giảidài tuổi thọ của công trình. quyết. Có thể kể đến những việc như điều chỉnh cấu hình điện cực cho phù hợp với hình dạng và Nhiều phương pháp NDT đã được phát triển kích thước của các cấu kiện xây dựng, phát triểnvà áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực đánh giá vật các thuật toán tái tạo hình ảnh phù hợp với đặcliệu xây dựng. Các kỹ thuật phổ biến bao gồm tính của vật liệu, và xử lý các vấn đề về độ phânsiêu âm [4], [5], [6], [7], [8], ...