В статье объектом исследования являются строительные конструкции, здания и сооружения, техническое состояние которых необходимо установить в результате обследования. Авторами разработаны и успешно применяются несколько сейсмоакустических методов оценки состояния строительных конструкций: метод поверхностной волны, метод сквозного зондирования с использованием продольных волн, методы, основанные на свободных колебаниях сооружений и их элементов. Метод поверхностной волны основан на связи скорости поверхностной волны с акустическими характеристиками материалов конструкций. Причем, если акустические характеристики материалов конструкций переменные по глубине от поверхности или конструкция имеет ограниченную толщину, то скорость поверхностной волны зависит от ее длины. Строя дисперсионные кривые (зависимости скорости волны от ее длины), можно решить обратную задачу и по дисперсионной кривой построить скоростной разрез конструкции. Метод сквозного зондирования применяется в случаях, когда имеется доступ по крайней мере к двум противоположным поверхностям конструкции, но использование ультразвуковых приборов по каким-либо причинам затруднено или невозможно. При испытаниях методом сквозного зондирования обычно датчики (пьезоакселерометры) устанавливаются на одной стороне конструкции, а удары молотком с закрепленным на нем акселерометром наносятся по другой. Масса молотка зависит от базы прозвучивания и интенсивности затухания волны. Сущность метода свободных колебаний заключается в том, что в качестве исходных данных о состоянии объекта обследования используются его динамические характеристики — формы и виды свободных колебаний и соответствующие им частоты (периоды), декременты, эпюры колебаний. Их выбор обусловлен, прежде всего, тем, что динамические характеристики объективно свойственны объекту испытаний, они зависят от конструктивного исполнения, качества монтажа, характеристик материала и конструкций, от имеющихся дефектов, то есть от того набора составляющих, которые определяют состояние и несущую способность конструкций. Кроме того, анализ относительных перемещений конструктивных элементов обследуемой конструкции позволяет оценить фактическую схему ее работы на момент проведения обследования и создать адекватную конечно-элементную модель. Одновременно реализуется возможность оценки внешних факторов, например уровня влияния внешних динамических воздействий от землетрясений, транспорта, других сооружений. Результатом использования этих методов является возможность получения надежных данных для расчета несущей способности строительных конструкций и оценки их технического состояния.
The research object is buildings and structures, which technical condition must be established as a result of the survey. Authors developed and successfully applied several methods for assessing the condition of building structures such surface wave method; transmission sensing (through sounding) method; methods based on free oscillations of structures and their elements. The surface wave method is based on the connection of the surface wave velocity with the acoustic characteristics of structural materials. Moreover, if the acoustic characteristics of the structural materials are variable in depth from the surface or the structure has a limited thickness, then the speed of the surface wave depends on its length. By constructing dispersion curves (the dependence of the wave velocity on its length), it is possible to solve the inverse problem and build a high-speed section of the structure using the dispersion curve. The transmission sensing method is used in cases where there is access to at least two opposite surfaces of the structure, but the use of ultrasonic devices is difficult or impossible for some reason. In transmission probing tests, sensors (piezoaccelerometers) are usually installed on one side of the structure, and hammer blows with an accelerometer mounted on it are applied on the other. The mass of the hammer depends on the base of the sound and the intensity of the attenuation of the wave. The essence of the free oscillation method is that its dynamic characteristics are used as the initial data on the state of the object of examination — the forms and types of free oscillations and their corresponding frequencies (periods), decrements, and oscillation plots. Their choice is primarily due to the fact that dynamic characteristics are objectively characteristic of the test object, they depend on the design, installation quality, material and structural characteristics, on the existing defects, that is, on the set of components that determine the condition and bearing capacity of structures. In addition, the analysis of the relative displacements of the structural elements of the structure under study makes it possible to evaluate the actual scheme of its operation at the time of the survey and create an adequate finite element model. At the same time, it is possible to assess external factors, for example, the level of influence of external dynamic impacts from earthquakes, transport, other events, etc. The result of using these methods is the possibility of obtaining reliable data for calculating the bearing capacity of building structures and assessing their technical condition.