【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测技术，具体涉及一种既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法及检测装置。
技术介绍
1、在地下水位比较高，特别是山脚或珠江流域附近，地面2米以下就出现地下水的传统建筑，为提高建筑中大式建筑（古塔、多层楼阁、重要建筑）的基础承载力，需要增加地基土的密实度。利用松木的特殊材料性能，采用打入松木桩挤密土壤的方式，大大提高了建筑基础的稳定性和承载力。之所以使用松木，是因为松木具有一种与众不同的奇特性质。暴露在空气中的松木，2个月就开裂、弯曲；在半湿半干环境中的松木，半年就腐朽不堪；但全部淹在水中的松木，却不开裂、不腐朽。所以有“干湿二三年，水泡万年松”的民谚。旧洋房地基中，有大量松木桩的应用。
2、松木桩暴露在地下水以外容易受到真菌、细菌和白蚁侵入导致腐烂，它的强度和质量损失会在短短3000小时或100多天的时间内降低30-100%。松木桩的腐蚀问题一般发生在桩头以下1米以内。当代地铁施工或其他城市化建设对地下水位影响较大，当松木桩长期暴露于地下水位以下时，容易发生腐蚀现象，从而导致上部建筑发生不均匀沉降和结构开裂问题。然而针对上述这些松木桩并没有具有较好的方法对其的腐蚀情况进行检测，也无法对松木桩的性能进行评估。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法。此既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法在不会对损坏松木桩的情况，可准确检测出松木桩的腐蚀情况及抗压承载强度，从而可有效对松木桩的
2、本专利技术的第二目的是提供了一种既有历史建筑松木桩状况无损检测装置。
3、本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、s1、现场抽取松木桩试样，通过电阻法和室内试验确定此现场的松木桩的原木声阻抗和声压的折减系数η；
5、s2、根据已有木桩地基的基础图，再利用地质雷达对现场地面进行探测，从而对现场的待测松木桩的位置进行定位，然后架立检测装置；
6、s3、将待测松木桩的检测区域进行简化划分成依次分布第一土层、木材层和第二土层，通过检测装置检测出第一土层的入射波声压和反射波声压及第二土层的透射波声压；
7、s4、根据检测得到的第一土层的入射波声压和反射波声压及第二土层的透射波声压，结合折减系数η计算待测松木桩的腐蚀层的厚度；
8、s5、基于腐蚀层的厚度，建立松木桩的强度和腐蚀层的厚度随时间变化的数学模型，最后根据此数学模型对松木桩的现状性能进行评估。
9、优选的，步骤s1中确定折减系数η包括以下具体步骤：
10、s11、根据电阻法，令现场抽取松木桩试样的含水率等效电阻值为：
11、，
12、其中，为反馈电阻值，为对应木材含水率的输出电压值，u为施加在试材上的定时变相直流电压源，为含水率的等效电阻值；
13、s12、通过室内试验，测出含水率w0与等效电阻值的等效关系，以确定等效电阻值与含水率w0的线性关系：
14、，
15、其中，a和b均为试验系数；
16、s13、通过烘干松木桩试样、不同含水率的松木试样进行室内声波对测试验，得出含水率对松木桩原木声阻抗和声压的折减系数η。
17、优选的，所述检测装置包括移动式车身、推进机构、支架和偶数个声波机构，所述推进机构安装于移动式车身中，声波机构通过支架安装于推动机构的四周，且每2个声波机构相对于声波机构的轴线对称设置；
18、所述声波机构包括旋转电机、声波激发器、声波接收器、钻头夹和钻针，所述旋转电机通过电机座安装于支架的外端，所述钻针通过钻头夹安装于旋转电机的输出轴，所述声波激发器和声波接收器均安装于电机座，且所述声波激发器和声波接收器均与钻针连接。
19、优选的，所述钻针包括感应式内针、隔离层和声波针头，所述感应式内针的外壁被隔离层包裹，所述隔离层的外表设有螺纹，所述声波针头固定于感应式内针的下端，且声波针头通过感应式内针与声波激发器和声波接收器连接。
20、优选的，所述推进机构包括推进丝杆、推进电机和滑动基座，所述推进丝杆通过滑动机构与支架连接，所述推进电机的输出轴与推进丝杆连接。
21、优选的，步骤s4包括以下具体步骤：
22、s41、令土层为空间无限大介质，木材层为均匀介质，则对于单一频率的连续波的声学波动方程为：
23、，
24、其中，▽为拉普拉斯算子，是声压，t是时间，是声波波速；
25、由声学波动方程求解得声压表达式为：
26、，
27、其中，k为纵波波数，p是声压，e是自然对数的底数，j、ω是系数，t是时间，x是对应位置距离；
28、由于声波的反射、透射均与声波的频率无关，则声压表达式简化为：
29、，
30、s42、令第一土层和木材层之间的介质分界面的入射波、反射波和透射波依次为：
31、，
32、，
33、，
34、式中，表示在第一土层介质中的入射波，表示在第一土层介质中传播的反射波，表示在木材层介质中的透射波，且此透射波等于木材层和第二土层之间的介质分界面的入射波，k1表示第一土层介质的纵波波数，k2表示木材层介质的纵波波数；
35、令木材层和第二土层之间的介质分界面上的反射波和透射波依次为：
36、，
37、，
38、式中，表示在木材层介质中的反射波，表示在第二土层介质中的透射波；
39、s43、分别令第一土层和木材层之间的介质分界面的x=0，木材层和第二土层之间的介质分界面的x=d，可得：
40、，
41、，
42、，
43、，
44、其中，r1为土层的声阻抗，r2为松木桩木材的声阻抗；
45、再考虑折减系数η，可得：
46、，
47、式中，m为两种介质的声阻抗之比，t是总的透射系数，d是待测松木桩的厚度；
48、s44、将检测装置接收器所测得的透射波和发射器发出的入射波，代入到总的透射系数的表达式，求得待测松木桩的厚度d：
49、，
50、从而可计算得到待测松木桩的腐蚀层厚度δ0：
51、，
52、即，
53、，
54、其中，d0为待测松木桩未腐蚀前的厚度，α为误差调整系数。
55、优选的，步骤s5包括以下具体步骤：
56、s51、令待测松木桩在建成初期为圆形截面，且无任何缺口，则：
57、，
58、其中，d为待测松木桩在建成初期为的直径，是松木桩初始截面面积；
59、s52、松木桩的腐蚀层厚度为δ0时，松木桩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：步骤S1中确定折减系数η包括以下具体步骤：
3.根据权利要求1所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：所述检测装置包括移动式车身、推进机构、支架和偶数个声波机构，所述推进机构安装于移动式车身中，声波机构通过支架安装于推动机构的四周，且每2个声波机构相对于声波机构的轴线对称设置；
4.根据权利要求3所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：所述钻针包括感应式内针、隔离层和声波针头，所述感应式内针的外壁被隔离层包裹，所述隔离层的外表设有螺纹，所述声波针头固定于感应式内针的下端，且声波针头通过感应式内针与声波激发器和声波接收器连接。
5.根据权利要求3所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：所述推进机构包括推进丝杆、推进电机和滑动基座，所述推进丝杆通过滑动机构与支架连接，所述推进电机的输出轴与推进丝杆连接。
6.根据权利要求1所述
7.根据权利要求1所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：步骤S5包括以下具体步骤：
8.既有历史建筑松木桩状况无损检测装置，其特征在于：包括移动式车身、推进机构、支架和偶数个声波机构，所述推进机构安装于移动式车身中，声波机构通过支架安装于推动机构的四周，且每2个声波机构相对于声波机构的轴线对称设置；
9.根据权利要求8所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测装置，其特征在于：所述钻针包括感应式内针、隔离层和声波针头，所述感应式内针的外壁被隔离层包裹，所述隔离层的外表设有螺纹，所述声波针头固定于感应式内针的下端，且声波针头通过感应式内针与声波激发器和声波接收器连接。
10.根据权利要求8所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测装置，其特征在于：所述推进机构包括推进丝杆、推进电机和滑动基座，所述推进丝杆通过滑动基座与支架连接，所述推进电机的输出轴与推进丝杆连接。
...【技术特征摘要】
1.既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：步骤s1中确定折减系数η包括以下具体步骤：
3.根据权利要求1所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：所述检测装置包括移动式车身、推进机构、支架和偶数个声波机构，所述推进机构安装于移动式车身中，声波机构通过支架安装于推动机构的四周，且每2个声波机构相对于声波机构的轴线对称设置；
4.根据权利要求3所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：所述钻针包括感应式内针、隔离层和声波针头，所述感应式内针的外壁被隔离层包裹，所述隔离层的外表设有螺纹，所述声波针头固定于感应式内针的下端，且声波针头通过感应式内针与声波激发器和声波接收器连接。
5.根据权利要求3所述的既有历史建筑松木桩状况无损检测评估方法，其特征在于：所述推进机构包括推进丝杆、推进电机和滑动基座，所述推进丝杆通过滑动机构与支架连接，所述推进电机的输出轴与推进丝杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟杰，黄启云，麦棠坤，要东明，吴红细，
申请(专利权)人：广东省有色工业建筑质量检测站有限公司，
类型：发明
国别省市：
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