超声回弹综合法检测混凝土抗压强度的不确定度分析.pdf
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1、2 0 1 2年第 1 2期 1 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUC 2 01 2 No 1 2 De c e mbe r 超声 回 弹综合法检测混凝土抗压强度的 不确定度分析 崔德 密 ( 安徽省 水利部淮河水利委员会水利科学研究院, 蚌埠 2 3 3 0 0 0 ) 摘要 : 为 了合理表征在超声回弹综合法检测 混凝 土抗压强度过程 中检测结果 的分散性 , 对测量结果 的不确定 度进行 了分析 。通过相 关的数 学模型确定不确定度的来源, 并对各不确定度来源进行独立分析 , 最终确定 了各 来源 的 不 确 定 度 分
2、 量值 及 其 最终 测 量 结 果 的 灵敏 系数 。 关键词 : 混凝土 ; 抗压强度 ; 超声 回弹综合法 ; 不确定度 Ab s t r a c t : I n o r d e r t o e x p r e s s t h e d i s c r e t e n e s s o f t h e t e s t r e s u l t f o r c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e w i t h u l tr a s o n i c r e b o u n d c o mb i n e d me t h o
3、 d t h e u n c e r t a i n t y o f i t s r e s u l t i S n e e d e d t o b e a n a l y z e d T h e s o u r c e o f u n c e r t a i n t y a c c o r d i n g t o r e l e v a n t ma t h e ma t i c a l mo d e l s i s d e t e r mi n e d T h e n ,s o me i n d e p e n d e n t a n a l y s i s s h o u l d b e
4、 d o n e a b o u t t h e u n c e rt a i n t y s o u r c e S O a s t o c o n fi r m t h e s o u r c e s o f u n c e rta i n t y v a l u e s a n d t h e s e n s i t i v i t y c o e f fi c i e n t a b o u t i t s fi n a l me a s u r e me n t r e s u l t s Ke y wo r d s : Co n c r e t e ;C o mp r e s s
5、i v e s tr e n g t h ; Ul tra s o n i c r e b o u n d c o mb i n e d me t h o d ; Un c e r t a i n t y 中图分类号 : T U 5 2 8 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 O O 一 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 1 2 - 2 4 - 0 3 0前 言 超声 回弹综合法检测结 构混凝土抗压 强度是 一 种非破损检测技术 , 该方法根据实测声速值和 回 弹值综合推定混凝土强度 。这种检测方法既能反映 混凝土的弹性 , 又能反映混凝 土的塑性 ; 既能反映 表层的状态 ,
6、 又能反映 内部构造 , 与单一法相 比有 较小 的测试误差和较宽的使用范围。综合法采用多 项物理参数 , 能较全面地反映构成混凝土强度 的各 种因素 , 并且还能抵消部分影 响强度与物理量相关 关系的因素。因此 , 许多学者认为超声 回弹综合法 是混凝土强度无损检测技术的一个重要发展方向。 超声回弹综合法 已在我国广泛应用 , 与单一回弹或 超声波法相比, 综合法具有如下优点【 】 : 减少龄期 和含水率的影响; 优势互补; 提高测试精度; 具有更广的适用性 。 按超声 回弹综合法测得 混凝土强度 比实际强 度小 , 但其规律 比较明显 , 且离散性小 , 说明这种方 法还是较可靠 的, 但
7、需要根据各地区的混凝土所用 材料及环境条件建立相应 的测强曲线。 1 数学模 型 的建立 超声 回弹法检测混凝土抗压强度 的主要计算 公式如下阁 : 基 金项 目: 水利部公益性 行业科研专项经费项 目 水利计 量认证 审核 检测技术 。 一 2 4一 当 粗骨 料为 卵石 时: j = 0 o 0 5 6 14 3 R 胡 ( 1 ) 当粗骨料为碎石时 : 0 0 1 6 2 v R ( 26 5 6 1 4 1 0 ) c 1 = 一 1 6 4 5 s r : ( 3 ) 式 中, 一 结构或构件第 i 个测 区混凝土抗压强度 换算值 , MP a ; 一 修正后测区混凝土中声速代表值
8、, k m s ; R 一修正后测区回弹代表值 ; 埘, c 一构件测 区混凝土强度换算值 的平 均值 , MPa; 5 ,一构件测区混凝土强度换算值的标准差 , MPa: C 一结构混凝土抗压强度推定值 , M P a 。 根据超声 回弹综合法检测混凝土抗压强度 的 公式 , 可知构件混凝土强度推定值主要取决于 U 目 和 R 进而可建立该方法的统一数学模型如下: = , ( , ) ( 4 ) 2不确 定度 的来 源 由模 型 = , ( , 凰 ) 可看 出, 混凝土抗压强度 推定值 的不确定度来源于修正后测 区混凝土 中 声速代表值 及修正后测区回弹代表值 ,而 和 也各 自有其不确定
9、度来源【 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 崔德密 超声 回弹综合法检测混凝土抗压强度 的不确定度分析 声速值 的不确定度来源于以下三方面 : 读 数重复性引入 的标准不确定度 U l v ; 确定测距 时读 数误差引入的标准不确定度 U 2 v ; 超声仪系统性能 引入的标准不确定度 1 1 。 回弹代 表值 的不确 定度 来 源 于 以下 三方 面 : 读数重复性引入的标准不确定度 u 读数 误差引入的标准不确定度 U 2 R ; 弹击方 向偏离引入 的标准不确定度 H 3 R ; 回弹仪的系统性能引入的标 准 不 确定 度 U # R 。 因此 ,混
10、凝 土抗压强度推定值 。 的合成标准 不 确 定 度 U c ( ) 可 以 表示 为下 式 ( 按 线性 考 虑 , 各 分量互不相关 , 忽略高阶项 ) : U 。 ( ) = V ( u j + u + u ) + ( U lR 2 + u 2 R 2 + 11 3 R 2 ) ( 5 ) 式 中, c 一测区混凝土 中声速代表值灵敏系数 ; C 一修正后测区混凝土回弹代表值灵敏系数 。 3混 凝土 抗压 强 度评 定 的不确 定性 分 析实 例 3 1 现场 检测成 果 为采集数据 , 实验人员选取 了某 一在建框架结 构建筑物的柱进行实验 。根据相关规范 , 沿柱侧面 布置了 1 0
11、个测区 ,每测区回弹法检测 1 6个测点 , 并布置 3个钡 量测声速值 , 检测结果见表 1 。 由于实验是在水平方向进行的 , 因而测得 的声 速值和回弹值均不需做任何修正。 3 2 声速代表值 的不确定度分析 ( 1 ) 读数重复性 引入的标准不确定度 13 按 标 准不 确定 度 的 A类 评 定 方法 , 由实 测声 速 代表值得到合并实验标准差 : s ( u ) = ( 6 ) 读数重复性引入 的标准不确定度: u ( 7 ) 、 经计算 ,此构件实测声速代表值的合并实验标 准差 s ( v ) 为 0 0 8 5 k r n s , 读数重复性引入的标准不确 定度 u j 为
12、0 0 2 7 k m s 。 ( 2 )确定测距时读数误差引入的标准不确定度 U 检 测人员 在确定测距 时读数造成 的误差 在 1 ra m 以内, 考虑声时平 均值 约为 6 1 5 l x s , 即测距读 数 误 差 的不 确 定 度 U 为 1 6 1 5 k m s 。据 J J F 1 0 5 9 1 9 9 9 ( 0 量不确定度评定 与表示 附录 B中概率分 表 1 超声 回弹法检测数据汇总表 测点序号 波速 ( k m s ) 回弹值 1 4 6 l 4 5 5 4 5 2 4 0 3 7 4 6 3 4 4 7 4 4 3 6 4 4 3 8 3 8 4 4 3 8 3
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