КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ МЕТОДОМ АКУСТИКО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассматривается возможность применения метода акустико-электрических преобразований для выявления трещин и механической прочности бетонов на сжатие. Представлены численные и экспериментальные исследования изменений параметров электромагнитного отклика модельных образцов бетона из цементно-песчаной смеси с трещиной на детерминированное импульсное акустическое воздействие. Показано, что присутствие трещины определяется по изменениям амплитудно-частотных параметров электромагнитного отклика из образца. Приведен пример определения мест ослабления механической прочности бетонной строительной балки по параметрам электромагнитных сигналов. Отображены результаты сравнительных испытаний определения механической прочности на сжатие бетона, полученных с использованием калиброванного склерометра и акустико-электрического метода. Приведены также результаты контроля механической прочности бетонных конструкций эксплуатируемого мостового перехода через реку по параметрам электромагнитного отклика, возникающих при ударном зондировании акустическими импульсами

Об авторах

Василий Ф Гордеев

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gordeev_vasiliy_tomsk@mail.ru
Россия, 634025 Томск, Академический пр-т,10/3

А А Беспалько

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: besko48@tpu.ru
Россия, 634050 Томск, пр-т Ленина, 40

С. Г. Шталин

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: sersh1965@gmail.com
Россия, 634050 Томск, пр-т Ленина, 40

Сергей Ю. Малышков

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН

Email: msergey@imces.ru
Россия, 634025 Томск, Академический пр-т,10/3

Ло Цзюньхуа

Томский политехнический университет

Email: lulubvv@foxmail.com
Россия, 634050 Томск, пр-т Ленина, 30

Список литературы

  1. Lysett Tim. Everything You Need тo Know About Concrete Strength (Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens. The standard ASTM C39 American Society for Testing & Materials). 2019.
  2. ГОСТ 18105—2018. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. Россия. М.: Стандартинформ, 2020.
  3. Physical Acoustics (edited by W.P. Mason). V. 1. New York: Academic Press, 1964. 532 р.
  4. Клюев В. В. Неразрушающий контроль. Справочник в 8 т. М.: Машиностроение, 2008.
  5. Мурашов В.В., Генералов А.С. Контроль многослойных клееных конструкций низкочастотными акустическими методами // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 2. С. 59—67. doi: 10.18577/2071-9140-2014-0-2-59-67
  6. Niederleithinger Ernest, Sodeikat Christian, Epple Niklas, Liao Chun-Man and Hindersmann Iris. Acoustic Emission and Monitoring of a Prestressed Concrete Bridge in its Final Years. 2021. Conference: Eurostruct. Padua, Italy. Project: Ultrasonic monitoring of concrete constructions.
  7. Blitz J. Electrical and Magnetic Methods of Nondestructive Testing. eBook Published, 2020. 238 p. https://doi.org/10.1201/9781003062905
  8. Ida N. Numerical Modeling for Electromagnetic Non-Destructive Evaluation. Нью-Йорк: Springer Нью-Йорк, 2013. 511 p.
  9. Михеев М.Н., Горкунов Е.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М.: Наука, 1993. 266 с.
  10. Francesco Ficilli. Non-Destructive Testing by Magnetic Techniques. LAP Lambert Academic Publishing, 2012. 140 p.
  11. Косарина Е.И., Демидов А.А., Крупнина О.А., Михайлова Н.А., Смирнов А.В., Осияненко Н.В. Неразрушающий контроль методами цифровой радиографии и рентгеновской компьютерной томографии. М.: Спектр, 2025. 136 с.
  12. Арленинов П.Д., Крылов С.Б., Калмакова П.С. Система контроля сплошности бетона сталежелезобетонных конструкций на основе тепловизионного метода // Academia: Архитектура и строительство. 2024. № 2. С. 150—156. doi: 10.22337/2077-9038-2024-2-150-156
  13. Неразрушающий контроль (под ред. В.В. Сухорукова). Кн. 4. М.: Высшая школа, 1992. 321 с.
  14. СП 35.13330.2011 Мосты и водопропускные трубы. Россия. М.: ФГУП «Стандартинформ», 2020.
  15. Перельман М.Э., Хатиашвили Н.Г. О радиоизлучении при хрупком разрушении диэлектриков // ДАН СССР. 1981. Т. 256. № 4. С. 824—826.
  16. Гордеев В.Ф., Малышков Ю.П., Чахлов В.Л., Баумбах Х., Каплан Г., Славик В., Бирхольц В. Электромагнитно-эмиссионный контроль прочности бетона // Дефектоскопия. 1992. № 7. С. 76—80.
  17. Rabinovitch A., Frid V., Goldbaum J., Bahat D. Polarization-depolarization process in glass during percussion drilling // Philosophical Magazine. 2003. V. 83. No. 25. P. 2929—2939. doi: 10.1080/1478643031000152843
  18. Lacidogna G., Carpinteri А., Manuello A., Durin G., Schiavi A., Niccolini G., Agosto A. Acoustic and electromagnetic emissions as precursor phenomena in failure processes // Strain. 2010. V. 47. P. 144—152. doi: 10.1111/j.1475-1305.2010.00750.x
  19. Мирошниченко М. И., Куксенко В. С. Излучение электромагнитных импульсов при зарождении трещин в твердых диэлектриках // Физика твердого тела. 1980. Т. 22. № 5. С.1531—1534.
  20. O’Keefe S.G., Thiel D.V. A mechanism for the production of electromagnetic radiation during fracture of brittle materials // Phys. Earth and Planet. Inter. 1995. V. 89. No.11. P.127—135.
  21. Petrenko V.F. On the nature of electrical polarization of materials caused by cracks, application to ice // Philosophical Magazine В. 1993. V. 67. No. 3. P. 301—315. doi: 10.1080/13642819308220134
  22. Yan W., Wei M., Song D., He X., Khan M., Qin M. Effects of rock pore and micromorphology on electromagnetic radiation characteristics // Journal of Applied Geophysics. 2024. V. 230. P. 105518. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2024.105518
  23. Bespal’ko A.A., Surzhikov A.A., Fedotov P.I., Pomichin E.K., Stary O. Polarization and Electromagnetic Emissions of Natural Crystalline Structures upon Acoustic Excitation // Modern problems of materials processing, production, testing and quality assurance II. Scientific Journal Materials Science Forum: [Electronic resource]. 2019. V. 970. P. 153—166. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/MSF.970.153' target='_blank'>www.scientific.net/MSF.970.153
  24. Bespal’ko A.A., Isaev Y.N., Dann D.D., Pomishin E.K., Fedotov P.I., Petrov M.V., Utsyn G E. Transformation of Acoustic Pulses into Electromagnetic Signals in Defective Structures // Journal of Nondestructive Evaluation. 2020. V. 39. No. 4. Article No. 82. P. 1—14. doi: 10.1007/s10921-020-00727-9
  25. Машков Ю.К., Кропотин О.В. Трибофизика и структурная модификация материалов трибосистем. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. 324 с.
  26. Sobarso Juan Carlos, Pertl Felix, Balazs Daniel M., Costanzo Tommaso, Sauer Markus, Foelske Annette, Ostermann Markus, Pichler Christian M., Wang Yongkang, Nagata Yuki, Bonn Mischa, Vaitukaitis Scott. Spontaneous ordering of identical materials into a triboelectric series // Nature. 2025. V. 638 (8051). P. 664—669. doi: 10.1038/s41586-024-08530-6. www.nature.com/articles/s41586-024-08530-6
  27. Malyshkov Yu.P., Malyshkov S.Yu., Gordeev V.F., Shtalin S.G., Polivach V.I., Krutikov V.A., Zaderigolova M.M. Earth’s Natural Electromagnetic Noises: Their Deep-Seated Origin, Effect on People, Recording and Application in Geophysics Editors: Reimer, A // Horizons in World Physics. 2015. V. 283. P. 43—128. Nova Science Publishers, ISBN: 978-163482662-4;978-163482661-7.
  28. Bespal’ko A.A., Isaev Y.N., Yavorovich L.V. Transformation of acoustic pulses into electromagnetic response in stratified and damaged structures // Journal of Mining Science. 2016. Т. 52. No. 2. С. 279—285. doi: 10.1134/S1062739116020418
  29. Хатиашвили Н.Г. Генерация электромагнитного излучения при прохождении акустических волн через кристаллические диэлектрики и некоторые горные породы // ДАН СССР. 1982. Т. 263. № 4. С. 839—842.
  30. Yamada I., Masuda K., Mizutani H. Electromagnetic and acoustic emission associated with rock fracture // Phys. Earth Planet. Int. 1989. V. 57. No. 1—2. P. 157—168.
  31. Bespal’ko A.A., Utsyn G.E., Fedotov P.I. Experimental Studies of Mechanical-Electrical Transformations during the Destructive Processes Developing in Dielectric Materials // Bulletin of the Karaganda University. “Physics” Series. 2022. No. 2 (106). P. 58—67.
  32. Ziman J.M. Principles of the Theory of Solids. London: Cambridge University Press, 1972. 435 р.
  33. Warming R.F., Kutler P., Lomax H. Second-and Third-Order Noncentered Difference Schemes for Nonlinear Hyperbolic Equations // AIAA Journal. 1973. V. 11. P. 189—196. https://doi.org/10.2514/3.50449
  34. Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров. Изд. RUGRAM, серия ЁЁ Медиа, 2025. 400 с.
  35. Hoffman J.D. Numerical methods for engineers and scientists / Second edition revised and expanded. New York: Marcel Dekker, Inc., 2001. 840 р.
  36. Hairer E., Wanner G. Solving ordinary differential equations II: Stiff and differential-algebraic problems / 2nd ed. Berlin, New York: Springer—Verlag, 1996.
  37. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов. М.: Бином, 2015. 656 с.
  38. Gan Woon Siong. Signal Processing and Image Processing for Acoustical Imaging. Springer Singapore, 2020. 83 p. https://doi.org/10.1007/978-981-10-5550-8.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».