Page 218 - 《应用声学》2025年第3期

752 2025 年 5 月

distribution of grouting materials. It is reasonable and effective to quantitatively detect and analyze the sleeve
grouting compactness by using AE technology and the proposed method, which is suitable for most practical
projects.
Keywords: Grouting sleeve; Compactness; Acoustic emission; Wavelet packet analysis; Grouting defect index

高。因此，套筒灌浆饱满度的检测方法仍需进一步
0 引言 研究。
套筒灌浆饱满度的检测方法有很多，然而，定
装配式结构的连接性能与整体安全一直以来
量检测套筒灌浆饱满度的方法仍相对较少。声发射
都备受人们的重视。而装配式结构的接缝质量直接
(Acoustic emission, AE) 是一种被动的无损检测方
影响了整体的安全性、可靠性及完整性。目前工程
法，具有实时性、高效性、操作难度低等优点，被广泛
中常用的接缝连接方式主要有套筒灌浆连接 [1] 、锚
应用于诸多领域中 [10−12] 。在以往的 AE 数据分析
浆连接 [2] 、螺栓连接 [3] 、焊接连接 [4] 、预应力连接 [5]
中，一般有 AE 特征参数分析和波形分析两种。AE
等。而钢筋套筒灌浆由于其出色的稳定性、良好的
特征参数可以反映源信号的信号强度、活跃性等诸
抗震性被广泛应用于装配式结构的钢筋连接上。然
多特征，如能量、振铃计数、命中数、频率等。AE 可
而，在实际施工工程中，受管理疏忽等人为因素、灌
用于实时检测结构内部的损伤过程和损伤状态 [13] 。
浆密实度或连接精度达不到相关标准等技术水平
AE 技术还可用于定位结构内部的损伤源，应用于
制约导致灌浆饱满度不达标。而灌浆材料的缺陷可
指导实际工程问题 [14] 。此外，将AE 技术用于套筒
能会导致其受力发生变化，进而影响连接性能和结
灌浆饱满度的检测中也取得了显著的成果 [15] 。Li
构的安全性、稳定性。因此，套筒灌浆饱满度的质
等 [16] 研究表明套筒材料、灌浆类型、混凝土强度
量检测对装配式结构的整体安全性与稳定性至关
等因素对套筒饱满度 AE检测方法的影响，发现 AE
重要。
信号的频率对套筒材料和混凝土强度变化的表征
近几年来，套筒灌浆饱满度的检测方法一直都
非常有效。诸多研究证明 AE 技术可应用于检测套
备受诸多学者的重视。已有学者研究超声弹性波在
筒灌浆饱满度，但基于 AE 技术检测套筒灌浆饱满
灌浆套筒内的传播特征，如Cao 等 [6] 研究表明与全
度的定量分析方法仍需进一步研究。因此，为探索
灌浆套筒相比，饱满度不高的灌浆套筒的频率能量
基于 AE 技术对套筒灌浆饱满度定量检测手段，研
主要集中在较低的频域，当积累到一定程度时，可
究结合 AE 系统自动传感器测试 (Auto sensor test,
能出现主频移至低频的现象，但该研究未建立完整
AST)作为激励信号源模拟AE 信号，对不同灌浆饱
的套筒灌浆饱满度检测关系模型。此外，预埋拉丝
满度套筒进行 AE 信号检测，利用小波包分析方法
检测方法 [7] 会对试件造成损坏，同时需要在施工前
对套筒灌浆饱满度进行检测，并基于小波包能量占
提前嵌入嵌入式传感器，增加操作难度和施工成本。
比建立套筒灌浆饱满度缺陷指标，以期获得套筒灌
Wu等 [8] 通过粘贴压电传感器的方法来检测套筒灌
浆饱满度与 AE 参数的数值关系模型，实现套筒灌
浆饱满度，利用小波包能量和 Hilbert-Huang 变换
浆饱满度的定量分析与评价。
方法对应力波信号进行处理，通过选取的特征参数，
建立了灌浆饱满度修正模型，但压电传感器比较小 1 试验过程
且易损坏，其检测精度受人工粘贴技术影响很大，这
也增加了检测的难度。计算机断层扫描 (CT) [9] 也 1.1 试件设计
被用于检测套筒灌浆饱满度，虽然检测结果较为精 试验选用上海环宇建筑工程材料有限公司生
确，但其应用条件较为严格，操作难度高，对于现场 产的 TT-100 型套筒灌浆料，该灌浆料是一种水泥
施工条件来说，普及应用不太现实，且对人体有害。 基材料，用普通硅酸盐水泥、高强度细骨料以及混凝
综上所述，现有的套筒灌浆饱满度检测方法存在诸 土外加剂等辅料，按科学配合比混合而成的特种技
多问题。例如，上述检测方法只能判断是否有灌浆 术砂浆，具有流动性能好、强度高、防离析等诸多优
缺陷存在，但并不能检测出其缺陷率，此外，检测方 点，被广泛应用于工程中套筒灌浆的连接。制备灌
法难度高，不便于工地现场施工检测，且检测成本 浆料时，按照国内外标准设计及实际工程的做法，用