Phương pháp vận tốc xung siêu âm (Ultrasonic pulse velocity method) trong thăm dò ẩn họa, khuyết tật công trình

Phương pháp vận tốc xung siêu âm là phương pháp thăm dò không phá hủy được dùng phổ biến trong công tác kiểm tra, đánh giá chất lượng bê tông. Nguyên lý của phương pháp dựa trên sự phụ thuộc của vận tốc truyền sóng dọc với các đặc tính đàn hồi và mật độ của bê tông. Bằng cách xác định vận tốc truyền sóng dọc trong bê tông, phương pháp có thể đánh giá chất lượng bê tông cũng như một số khuyết tật bên trong nó.

Hệ thiết bị của phương pháp vận tốc xung siêu âm bao gồm thiết bị hiển thị và 02 đầu dò thu-phát với tần số xung từ 25kHz đến 100kHz. Đầu dò phát truyền xung sóng dọc vào trong bê tông và đầu dò thu sẽ ghi nhận xung tín hiệu đó ở khoảng cách L biết trước. Bộ thiết bị hiển thị sẽ cung cấp thông tin về hình dạng xung sóng, thời gian truyền sóng và vận tốc truyền sóng tính toán phụ thuộc cách đặt đầu dò (trực tiếp, bán trực tiếp hay gián tiếp). Từ các tính chất của tín hiệu sóng thu được, một số đặc tính của bê tông có thể được xác định. Vì vậy, phương pháp vận tốc xung siêu âm đã được ứng dụng để thực hiện một số nhiệm vụ như: Xác định độ đồng nhất của bê tông; Xác định và dự đoán sự phát triển của vết nứt, lỗ rỗng trong bê tông; Kiểm tra chất lượng bê tông dựa trên mối quan hệ giữa vận tốc xung sóng và cường độ bê tông; Xác định sự thay đổi đặc tính của bê tông theo thời gian; Xác định module đàn hồi tĩnh và hệ số Poisson động của bê tông…

Phương pháp này đang được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới, trở thành quy trình thường quy trong kiểm tra, đánh giá chất lượng bê tông. Tại Việt Nam, một số hướng dẫn kỹ thuật, tiêu chuẩn, quy chuẩn liên quan đến phương pháp đã được ban hành. Hiện nay, Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình đang triển khai các khảo sát bằng phương pháp vận tốc xung siêu âm với hệ thiết bị Pundit PL200. Phương pháp này nằm trong tổ hợp các phương pháp địa vật lý thăm dò mà Viện đã và đang nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực thăm dò ẩn họa, khuyết tật công trình. 

Hình 1. Hệ thiết bị Pundit PL 200.

Hình 2. Sơ đồ khảo sát chiều sâu vết nứt bằng phương pháp vận tốc xung siêu âm.

Nguồn: 

 [1] Malhotra VM, Carino NJ. Handbook on nondestructive testing of concrete. 2nd ed. CRC Press; 2003.

[2] TCVN 9357:2012: Bê tông nặng – Phương pháp thử không phá hủy – Đánh giá chất lượng bê tông bằng vận tốc xung siêu âm.

Người viết: KS. Phạm Lê Hoàng Linh

Phòng Nghiên cứu Ứng dụng Địa vật lý