Page 119 - 无损检测2024年第七期
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马进宝，等：
钢管混凝土内部孔洞缺陷监测试验
（1）对测量结果进行时域信号分析，通过提取
首波波峰幅值和到达时间，发现与无缺陷工况相比，
随着内部孔洞缺陷程度的不断加大，首波波峰幅值
不断变小，到达时间逐渐延迟。通过定义基于幅值
的归一化缺陷判断指标D I ，得出D I 随着缺陷程度的
加大而不断降低，且D I 值下降速度逐渐变慢，指标
敏感性随着缺陷尺寸的增大逐渐降低的结论。
（2）对测量结果进行了基于小波包频域分解的
能量特征参数分析，通过分析小波包分解得到的各
频带的能量分布情况，得到在无缺陷工况下，主频带
能量较为集中，随着缺陷程度的不断加大，总能量不
断衰减，主频带能量占比不断减小，能量逐渐变得分
图 11 各工况频带能量占比情况
散，向偏离主频带两侧方向移动。通过定义基于小
E
E = i 波包分析能量归一化缺陷判断指标E I ，得出D I 和E I
i I max( , , ,E （6）
⋅
⋅⋅
EE
1 2 6 ) 值在变化趋势上相同的结论，验证了试验监测方法
将不同工况下的基于幅值的缺陷归一化判断指 和分析方法的正确有效性。
标D I 与基于小波包分析能量归一化缺陷判断指标E I
参考文献：
对比，结果如图12所示，可以看出， D I 和E I 值在变化
趋势上相同，各工况判断指标的具体数值十分接近， [1] 陈宝春，李莉，罗霞，等．超高强钢管混凝土研究综述[J]．
说明两种分析方式得出的结论可以相互验证，试验 交通运输工程学报，2020，20（5）：1-21．
提出的监测方法和分析方法是正确有效的。 [2] 郝兆峰，张戎令，李志杨，等．钢管混凝土构件不同缺
陷率注浆补强前后承载能力试验研究[J]．建筑结构学
报，2019，40（增1）：241-250．
[3] LIU H，XIA H Y，ZHUANG M W，et al．Reverse
time migration of acoustic waves for imaging based
defects detection for concrete and CFST structures[J]．
Mechanical Systems and Signal Processing，2019，117：
210-220．
[4] 薛子凡，邢志国，王 海斗，等．面 向结构 健康监测
的压电传感器综述[J]．材料导报，2017，31（17）：122-
132．
[5] 张浩，李俊杰，康飞．基于压电智能骨料的混凝土梁裂
缝损伤监测研究[J]．振动与冲击，2021，40（21）：215-
222．
[6] KOCHERLA A，DUDDI M，SUBRAMANIAM K V L.
图 12 E I 与 D I 指标变化曲线 Embedded PZT sensors for monitoring formation and
crack opening in concrete structures[J]．Measurement，
4 结论 2021，182：109698．
[7] 张佳奇，陈铎，郑跃滨，等．基于压电传感器的树脂
文章针对钢管混凝土内部孔洞缺陷监测问题，
基复合材料固化过程监测[J]．复合材料学报，2020，
提出了利用压电传感技术和波动分析理论对钢管混
37（11）：2776-2781．
凝土进行应力波测量分析的方法。通过布置压电传
[8] 赵程，蒋春燕，张学伍，等．压电传感器测量原理及其
感结构健康监测系统成功进行了钢管混凝土内部不
敏感元件材料的研究进展[J]．机械工程材料，2020，
同缺陷尺寸的孔洞监测试验，并对试验数据分别从 44（6）：93-98．
基于幅值、声时的时域角度和基于小波包能量的频 [9] 雷素素，刘宇飞，段先军，等．复杂大跨空间钢结构施
域角度进行了分析，得出以下结论。 工过程综合监测技术研究[J]．工程力学，2018，35（12）：
81
2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测
