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研究生:葉金櫻
研究生(外文):Yeh Chin-Ying
論文名稱:敲擊回音法量測混凝土強度之評估與比較
論文名稱(外文):Evaluation and Comparison on the Impact-Echo in Determination of the Strength in Concrete
指導教授:吳志興
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:土木工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:敲擊回音法應力波縱波壓力波
外文關鍵詞:Impact-Echo MethodStress WavesLongitudinal WavesCompression Waves
相關次數:
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本研究之目的在於探討敲擊回音法量測混凝土強度之評估與比較。將敲擊回音法檢測技術應用在土木工程,不僅可以確認結構物的安全,更可提昇結構物興建的施工效率與品質。
研究實施伊始,先收集敲擊回音法之使用方式及資料,接著瞭解如何正確操作儀器,並熟悉試驗方法,再進行「敲擊回音法量測混凝土強度」試驗,以十四組不同強度之混凝土試體進行敲擊回音試驗,再取得鑽心試體進行抗壓試驗。本論文係利用敲擊回音法在不同設計強度之混凝土試體上作表面量測,除了藉由兩加速規接收之時域波形的壓力波速時間差來計算應力波波速外,亦從已知試體厚度之反射波共振頻率來估算波速,二者與超音波對打所量測之波速作比較。然後,將各試體作混凝土鑽心抗壓試驗,將各種方法所得之壓力波波速對抗壓強度作回歸分析,探討其檢測混凝土強度之可行性。
關鍵詞:敲擊回音法、應力波、縱波、壓力波。
This thesis was to explore the impact-echo method in determination of the assessment of comparison of the strength in concrete. With the applications of the advanced technology of impact-echo method in civil engineering, we could identify the safety of structures and enhance the effectiveness and quality of construction.
At the very beginning of this research we collected relevant data by utilizing the impact-echo method. The second step was to understand the operations of instruments and to investigate the methods of experiment in order to accomplish the evaluation and comparison of the impact-echo method in determination of the strength in concrete in the end. We adopted fourteen different groups of the strength in concrete for the experiment of the impact-echo method and obtained the drill core of concrete to test the compression strength of the concrete. This thesis used the impact-echo method to perform the surface measurement on concrete specimens of different design strength. Two accelerometers were used to receive the stress wave and time difference read in the time domain responses was used to calculate the wave speed. Besides, the resonant peak read in the frequency response was also used to evaluate the wave speed. Both, results were compared with these measured by the ultrasonic-pulse method. Finally, the specimens were core-drilled and performed compressive strength tests. The wave speeds measured by each method were performed the regression analysis with respect to the strength to investigate the possibility to predict the strength of concrete using these methods.
Key Words:Impact-Echo Method, Stress Waves, Longitudinal Waves, Compression Waves.
目 錄
摘要 ---------------------------------------------------------Ⅰ
Abstract -----------------------------------------------------Ⅱ
誌謝 ---------------------------------------------------------Ⅲ
目錄 ---------------------------------------------------------Ⅳ
圖目錄 -------------------------------------------------------Ⅶ
表目錄 -------------------------------------------------------Ⅸ
第一章 緒論 ---------------------------------------------------1
1.1 研究背景與動機 --------------------------------------------1
1.2 文獻回顧 --------------------------------------------------2
1.3 研究動機及目的---------------------------------------------6
1.4 研究方法及步驟 --------------------------------------------7
第二章 原理 ---------------------------------------------------9
2.1 超音波的基本原理 ------------------------------------------9
2.1.1 超音波原理及波的種類 ------------------------------------9
2.1.2 頻率、波速及波長 ---------------------------------------10
2.1.3 超音波 -------------------------------------------------11
2.1.4 超音波的應用 -------------------------------------------12
2.1.5 超音波計算Cp之公式--------------------------------------12
2.2 敲擊回音法的基本原理 -------------------------------------12
2.2.1. 起源與發展 --------------------------------------------12
2.2.2 應力波 -------------------------------------------------13
2.2.3 彈性波的傳遞 -------------------------------------------17
2.2.4 波速、頻率及波長 ---------------------------------------17
2.2.5 波前之質點位移 -----------------------------------------20
2.2.6 P波波速量測原理 ----------------------------------------21
第三章 量測儀器、設備與試驗計畫 ------------------------------24
3.1 量測儀器及設備 -------------------------------------------24
3.1.1超音波儀 ------------------------------------------------24
3.1.2敲擊回音儀 ----------------------------------------------25
3.1.3 混凝土鑽心試體 -----------------------------------------27
3.2 試體製作 -------------------------------------------------31
3.3 試驗方法 -------------------------------------------------39
3.3.1 超音波試驗 ---------------------------------------------39
3.3.2 時間領域分析試驗 ---------------------------------------39
3.3.3頻率領域分析試驗 ----------------------------------------44
3.3.4 鑽心試驗 -----------------------------------------------46
3.3.5 抗壓試驗 -----------------------------------------------46
第四章 試驗結果與討論 ----------------------------------------48
4.1 波速之量測 -----------------------------------------------48
4.1.1 超音波量測波速 -----------------------------------------48
4.1.2時間領域分析量測波速 ------------------------------------54
4.1.3頻率領域分析量測波速 ------------------------------------69
4.1.4 鑽心試體量測波速及抗壓強度------------------------------71
4.2 試驗結果討論 ---------------------------------------------74
4.2.1 Cp值的比較 ---------------------------------------------74
4.2.2 量測抗壓強度 -------------------------------------------76
4.2.3 回歸分析 -----------------------------------------------76
第五章 結論 --------------------------------------------------81
參考文獻 -----------------------------------------------------82
作者簡介------------------------------------------------------87
1.中國土木工程學會(1975)〝混凝土工程施工須知〞。
2.林炳炎(1993)〝高性能混凝土設計與應用〞(Design And Application of High Performance Concrete)。
3.吳學文、黃啟貞、陳必貫、葉競榮(1988)〝超音波檢測法〞初級。
4.戴久永(1992)〝統計概念與方法〞。
5.林宜清、陳真芳、蔡聖德(1994)〝混凝土構件幾何形狀對波速之影響〞興大工程學報第五期。
6.林宜清、蘇文崎(1994)〝混凝土結構物表面裂縫開裂深度之測定〞,第二屆結構工程研討會。
7.林宜清、林義雄、蔡利恩(1996),〝混凝土粘結品質之非破壞性檢測〞,第三屆結構工程研討會。
8.林宜清、劉宗豪、蕭佳孟(1996),〝鋼筋混凝土樑之裂縫檢測〞,第三屆結構工程研討會。
9.林宜清、許有智、沈建平、蘇文崎(1995),〝敲擊回音法鋼筋混凝土結構內部瑕疵及表面裂縫之非破壞檢測〞,結構工程第十卷第二期。
10.林宜清、張范宏、蕭佳孟(1996),〝以縱波波速評估高性能混凝土強度之可行性研究〞,第三屆結構工程研討會。
11.林宜清、朱明信(1994),〝混凝土結構物表面裂縫開裂深度之測定〞,行政院國家科學委員會專題研究計劃成果報告。
12.林俊銘、Mary Sansalone(1996),〝敲擊回音法及波速量測技術在剛性路面厚度量測之應用〞,第三屆結構工程研討會。
13.吳政忠、童建華、方金壽(1996),〝可攜式混凝土彈性常數暫態彈性波量測系統〞,第三屆結構工程研討會。
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15.吳欣翰(1998),〝超音波量測混凝土表面開裂縫之最佳探頭配置〞,國立屏東科技大學土木工程研究所碩士學位論文。
16.蒲威伀(2000),〝敲擊回音法量測混凝土表面開裂裂縫之適當探頭配置〞,國立屏東科技大學土木工程系碩士班碩士學位論文。
17.莊志展(1996),〝超音波法量測混凝土結構物表面裂縫開裂深度之應用〞,國立屏東技術學院土木工程技術研究所碩士學位論文。
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19.梁明德、黃然、李鵬飛(1996),〝敲擊回音法檢測鋼筋混凝土版腐蝕損傷之研究〞,第三屆結構工程研討會。
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21.廖映瑟(1994)〝非破壞性檢測混凝土強度〞,私立淡江大學土木工程研究所碩士論文。
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23.陳麗貞(2000),〝混凝土結構厚度之時間領域檢測法〞,國立中興大學土木工程系碩士班碩士學位論文。
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27.ASTM C805(1992),〝Standard Test Method for Rebound Number of Hardened Concrete〞,Annual Book of ASTM Standards,Vo1.04.02.
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