Abstract

Noncompliance of the form or material of piles with the requirements of project documentation may lead to an unacceptable decrease in the bearing capacity of the foundations of buildings and structures being constructed. Field tests are carried out using nondestructive geophysical methods in order to control the quality of cast in-situ reinforced concrete piles. Ultrasonic monitoring of concrete integrity is based on the analysis of the parameters of elastic waves excited and recorded in the pile body using sensors immersed in the access tubes installed in the reinforcement cage. Numerical simulation of the propagation of elastic waves has been performed to clarify approaches to the interpretation of ultrasonic data in the COMSOL Multiphysics software. The studies were conducted for a series of two-dimensional models of bored piles without defects, with soil inclusions, or with a debonding of the access tubes from the concrete. Conclusions are drawn about the possibilities and limitations of the method. The influence of the location and geometrical dimensions of defects and of the violation of adhesion of access tubes to concrete on the results of measurements is demonstrated. The need for additional research of anomalies by crosshole tomography prior to drawing conclusions about the possibility of further use of the piles as part of a foundation is indicated. General recommendations are given regarding the number of access tubes to be arranged in a pile and the choice of time interval for calculating the attenuation. It is shown that it is incorrect to calculate the strength of the pile material from the values of wave propagation velocity.

中文翻译：

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超声波桩完整性测试的数值模拟

摘要

如果桩的形状或材料不符合项目文件的要求，则可能导致正在建造的建筑物和结构的地基承载力下降到不可接受的程度。为了控制现浇钢筋混凝土桩的质量，使用无损地球物理方法进行了现场测试。超声波监测混凝土完整性的基础是，通过使用浸入安装在钢筋笼中的检修管中的传感器对桩体中激发和记录的弹性波的参数进行分析。已经进行了弹性波传播的数值模拟，以阐明在COMSOL Multiphysics软件中解释超声数据的方法。研究是针对一系列无缺陷的钻孔桩的二维模型进行的，带有土壤夹杂物，或进入管与混凝土脱粘。结论是该方法的可能性和局限性。证明了缺陷的位置和几何尺寸以及检修管与混凝土之间的粘附力的违反对测量结果的影响。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井间断层摄影术对异常进行额外的研究。对于堆中放置的检修管的数量以及计算衰减的时间间隔的选择，给出了一般性建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。或将检修管与混凝土剥离。结论是该方法的可能性和局限性。证明了缺陷的位置和几何尺寸以及检修管与混凝土之间的粘附力的违反对测量结果的影响。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井间断层摄影术对异常进行额外的研究。对于堆中放置的检修管的数量以及计算衰减的时间间隔的选择，给出了一般性建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。或将检修管与混凝土剥离。结论是该方法的可能性和局限性。证明了缺陷的位置和几何尺寸以及检修管与混凝土之间的粘附力的违反对测量结果的影响。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井间断层摄影术对异常进行额外的研究。对于堆中放置的检修管的数量以及计算衰减的时间间隔的选择，给出了一般性建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。结论是该方法的可能性和局限性。证明了缺陷的位置和几何尺寸以及检修管与混凝土之间的粘附力的违反对测量结果的影响。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井眼层析成像对异常进行额外的研究。对于堆中放置的检修管的数量以及计算衰减的时间间隔的选择，给出了一般性建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。结论是该方法的可能性和局限性。证明了缺陷的位置和几何尺寸以及检修管与混凝土之间的粘附力的违反对测量结果的影响。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井眼层析成像技术对异常进行进一步研究。给出了关于要成堆放置的检修管的数量以及用于计算衰减的时间间隔的选择的一般建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。证明了缺陷的位置和几何尺寸以及检修管与混凝土之间的粘附力的违反对测量结果的影响。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井眼层析成像技术对异常进行进一步研究。给出了关于要成堆放置的检修管的数量以及用于计算衰减的时间间隔的选择的一般建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。证明了缺陷的位置和几何尺寸以及检修管与混凝土之间的粘附力的违反对测量结果的影响。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井眼层析成像对异常进行额外的研究。对于堆中放置的检修管的数量以及计算衰减的时间间隔的选择，给出了一般性建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井眼层析成像技术对异常进行进一步研究。给出了关于要成堆放置的检修管的数量以及用于计算衰减的时间间隔的选择的一般建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。指出在得出关于进一步使用桩作为基础的一部分的可能性的结论之前，需要通过井眼层析成像技术对异常进行进一步研究。给出了关于要成堆放置的检修管的数量以及用于计算衰减的时间间隔的选择的一般建议。结果表明，根据波传播速度的值计算桩材料的强度是不正确的。