Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Экспрессный метод неразрушающего контроля многомерных конструкций из бетона и железобетона

А.М. Мухаметшин, С.М. Скоробогатов

Институт горного дела УрО РАН
620219, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 58;
 Е-mail: amgeo@igd.uran.ru 

Для оценки прочностных параметров уже возведенных строительных конструкций, а в особенности тех, которые находятся в процессе длительной эксплуатации, как известно, связано с определенными трудностями. Остановимся на тех из них, которые характеризуют представительность получаемых при этом оценок. Из конструкции необходимо вырезать образец бетона и подвергнуть его регламентированным испытаниям. Получаемые при этом результаты должны характеризовать всю многометровую конструкцию в целом. Можно ли утверждать о высокой представительности оценок прочности такой конструкции, если размеры испытуемого образца не превышают даже по своему максимуму 30 см?   

Авторами разработана и опробована методика экспрессного неразрушающего контроля прочностных параметров многомерных бетонных и железобетонных конструкций на основе применения сейсмометрического метода исследований. Метод заключается в измерении кинематических и динамических особенностей прохождения искусственно возбуждаемых сейсмических волн. Оценка прочности выполняется по соотношениям скоростей продольных и поперечных волн, которые связаны с особенностями структуры и состояния исследуемого элемента или конструкции в целом. Получаемые при этом оценки с более высокой степенью достоверности характеризуют всю конструкцию (балку, колонну, виадук и т.п.) в целом, т.к. в процессе измерений участвует вся конструкция, а результаты измерения являются интегральными.

Разработка методики шла практически одновременно с ее испытаниями. Например, на здании государственного цирка были выполнены интегральные оценки прочностных параметров (модуля сдвига и упругости) шестнадцати основных опорных колонн по оси 4к. Эти оценки проводились до реконструкции и после выполнения рассчитанных УрГУПС мероприятий. Показано, что распределение нагрузок на эти колонны изменилось в лучшую сторону.   

Наиболее впечатляющие результаты получены авторами при исследовании состояния железнодорожного моста через реку Утка (ст.Дружинино) на Транссибирской магистрали. Здесь была опробована разработанная методика при обследовании недоступных для осмотра элементов моста: колонны, арки и т.д. По материалам исследований были выделены наиболее разрушенные арки, а уже внутри них, соответственно наиболее ослабленные участки. Эти результаты подтвердились данными других исследований.

На строящемся здании УрЦУП разработанная методика опробовалась с самого начала его строительства. Обследовались грунты в основании фундаментной плиты, благодаря чему было подтверждено наличие нарушенной разломной зоны. Попутно выполнялись исследования динамических возмущений, возбуждаемых проходящими электропоездами,  как по железной дороге, так и по тоннелю метрополитена.   

Непосредственно на строительных конструкциях этого здания также получены интегральные оценки прочностных параметров этих конструкций:   

-         межэтажные перекрытия на выделенных заказчиком участках;

-         на фундаментной плите многоэтажного корпуса.

Результаты выполненных исследований учтены заказчиком, т.к. экспрессные оценки позволили оперативно принять необходимые поправки в проекте.