Ilmiybaza.uz TRANSPORT INSHOOTLARINI SINASHNING TURLI USULLARI REJA: 1. Akustik (ultratovushlar va chastotasi pastroqlari) usul mohiyati. 2. Ultratovush usullarining qo‘llanish sohalari. Dinamik elastiklik modulini aniqlash. 3. Elementning bir tomonidan yaqinlashishda uning qalinligini aniqlash. 4. Betondagi yoriqlar chuqurligini aniqlash. 5. Impulsli tovush usullari. «Zarbali to‘lqinlar» usuli. 6. Vibratsiya usuli. 7. “Yuguradigan to‘lqinlar” usuli. Tayanch so‘zlar va iboralar: akustik usul; ultratovush usuli;dinamik elastiklik moduli; elementning qalinligini aniqlash; betondagi yoriqlar chuqurligi; impulsli tovush usullari; «Zarbali to‘lqinlar» usuli; vibratsiya usuli; “Yuguradigan to‘lqinlar” usuli. Ilmiybaza.uz 1. Akustik (ultratovushlar va chastotasi pastroqlari) usul mohiyati Akustik usullar elastik mexanik tebranishlarni qo‘zg‘atishga asoslangan. Bu tebranishlarning parametrlari va ularning tarqalishiga qarab, tekshiriladigan materialning fizik-mexanik tavsiflari va holati baholanadi. Tebranish chastotasiga qarab akustik usullar ultratovush (20 ming Gs va undan yuqori) hamda tovush (20 ming Gs gacha) va infratovush (20 Gs) tebranishlaridan foydalanishga asoslangan usullarga bo‘linadi . Ultratovush usullari. Tebranishlarni qo‘zg‘atish va qabul qilish. Tekshiriladigan material yuzasida ultratovushlarni qo‘zg‘atish (sodir qilish) uchun tebranish sodir qiluvchi o‘zgaruvchan elektr tokini o‘zgartirgichlari (preobra- zovateli) o‘rnatiladi. Hammadan ko‘proq pezosamara tamoyili bo‘yicha ishlaydigan o‘zgartirgichlar qo‘llaniladi. Bunda tebranishlarni qo‘zg‘atish uchun “teskari”, o‘zgartirgichlarda tebranishlarni qabul qilish uchun esa “to‘g‘ri”deb nomlanadigan p’ezosamaralardan foydalaniladi. Havo qatlami ultratovush tebranishlarni o‘tkazishga qarshilik ko‘rsatgani sababli, o‘zgartirgichlar va tekshiriladigan material orasiga kontakt muhitini ta’minlaydigan qatlam yaratiladi. Metall uchun odatda mineral moylar, beton va notekis yuzali boshqa materiallar uchun esa quyuqroq konsistensiyali boshqa yog‘lovchi materiallar (smazki) – solidol, texnik vazelin, epoksidli smola va b. qo‘llaniladi. Ultratovsh to‘lqinlarining o‘tish shartlari.Ultratovush tebranishlar tekshiriladigan muhitga kichik ajralish burchagi ostida tor yo‘nalgan tutamlar – “nur” bilan yuborilishi mumkin. Bunda zarrachalarning tebranishlari materialning o‘ram konturi bilan cheklangan lokalizatsiyalashgan hajmidagina sodir bo‘ladi, tekshiriladigan element esa butunicha harakatsizlanmay qoladi. Bu tovush jo‘natish (prozvuchivanieya) imkoniyati materialning berilgan yo‘nalishlarida tadqiqotlar o‘tkazishda ancha katta. Ultratovush to‘lqinlar bir muhitdan ikkinchisiga o‘tib sinadi, hamda bu muhitlarni ajratuvchi chegaralarida akslanadi (tasvirlanadi), bundan esa nazoratning mazkur usulida ularni tarqalishini aniqlash uchun Ilmiybaza.uz foydalaniladi. Havo qatlamlarida ultratovush tebranishlari deyarli to‘la so‘nadi, bu ichki yashiringan nuqsonlarni (yoriqlar, qatlamlanish, bo‘shliqlar va sh.o‘.) aniqlash va tadqiqot qilish imkonini beradi. Bo‘ylama va ko‘ndalang to‘lqinlar bo‘ladi. Birinchi holda material zarrachalari ultratovush nurlari yo‘nalishi bo‘yicha tebranadi, ikkinchisida esa – unga tik yo‘nalishda. Materialning yuza qatlamida ham bo‘ylama, ham ko‘ndalang tarqaladigan, masalan metallda, eng kichik yuza shikastlanishlarni ham topa oladigan yuza to‘lqinlaridan ham foydalanishadi. To‘lqinlarning tarqalish tezligi (ko‘rsatilgan har bir material uchun o‘zining) zichligi va namligi o‘zgaruvchan bo‘lgan beton, yog‘och va b. materiallarning fizik- mexanik tavsiflarini baholashda asosiy ko‘rsatkichlardan biri hisoblanadi . Tovush jo‘natish usullari. Ultratovush to‘lqinlarning yo‘nalishi bo‘yicha tovush jo‘natish ikki usulga bo‘linadi: a) bir tomondan ikkinchi tomoniga o‘tadigan (skvoznoe) – tebranish sodir qiladigan nur yuboruvchi (izluchatel) va uni qabul qiluvchi (priemnik) tekshiriladigan ob’ektning qarama-qarshi tomonlarida joylashgan (96,a,b-rasm). Bunda ultratovush nurining yo‘nalishi material yuzasiga nisbatan tik yoki qiya bo‘lishi mumkin; b) nur qaytishidan foydalanib yoki «exo-usulda», bunda nur tarqatuvchi va priemnik sinaladigan elementning bir tomonida joylashadi (96,v-rasm), ob’ektga faqat bir tomondan yaqinlashish imkoni bo‘lganda bu usulning ahamiyati juda katta. Bundan tashqari, exo-usul ikkita emas, bitta nur tarqatuvchi va qabul qiluvchi o‘zgartirgichdan foydalanilganda qulay, bunda u o‘zi nur yuboradi va uning o‘zi qaytgan nurni qabul qiladi. Tovush jo‘natish xususiyatiga qarab farqlanadi : a) doimiy chastotali o‘zgaruvchan tok tebranishlarini nur tarqatuvchiga uzluksiz yuborish usuli. Bu usulda materialdagi nuqsonlarni tovush soyasi yo‘nalishi bo‘yicha aniqlash uchun birinchi defektoskoplar ishlab chiqilgan edi (S.YA. Sokolov, 1928 y.) (96,v-rasm); b) impulsli usul. Bu hozirda betonni tekshirishda, metall konstruksiyalar va b. larning payvandli choklari nuqsonlarini aniqlashda eng ko‘p qo‘llanadigan samarali Ilmiybaza.uz usul hisoblanadi. Bu holatda o‘zgartirgichga ma’lum, ammo juda qisqa vaqt oralig‘ida, masalan sekundiga 25 yoki 50 marta yuqori chastotali tebranishlarning qisqa seriyalari (jamlamalar-paketlar) yuboriladi. Ultratovush tebranishlar maxsus apparatura yordamida qayd qilinadi. Bulardan eng ko‘p tarqalgani kuchaytirgich orqali qabul qiladigan o‘zgartirgichdan katod ossillografining elektronnurli ekraniga elektrik tebranishlarni ko‘rsatadiganlaridir. Bunda katta aniqlik bilan tekshiriladigan material o‘tadigan ultratovush tebranishlarining tezligi, ularning so‘nish jadalligi, hamda o‘lchov natijalarini baholashda foydalaniladigan boshqa ko‘rsatgichlarni aniqlash mumkin. 96-rasm. Tovush jo‘natish usullari: a – element yuzasiga tik bir tomondan ikiinchi tomoniga kesib o‘tadigan tovush jo‘natish; b – diagonal bo‘yicha tovush jo‘natish; v – exo-usul; 1 – nurlanadigan element; 2 – nurlanadigan pezoelektrik plastinka; 3 – tebranishni qabul qiladigan pezoplastinka; 4 –orgshishali prizma; 5 – tovush jo‘natish yo‘nalishi; 6 – aniqlanadigan nuqson; 7 – soya (ko‘rinmaydigan) zona 2. Ultratovush usullarining qo‘llanish sohalari. Dinamik elastiklik Ilmiybaza.uz modulini aniqlash Elastik tebranishlarning tarqalish tezligi vtekshiriladigan materialning dinamik elastiklik moduli edinva zichligi bilan bog‘liq bo‘lib, bu bog‘liqlik sterjendagi bo‘ylama tebranishlar holati uchun to‘g‘ri keladi (bir o‘lchamli masala). 𝑣 = √𝐸𝑑𝑖𝑛 𝑝 . (15.3) Ko‘ndalang kesim o‘lchamlariga nisbatan uzunligi bir necha barobar katta bo‘lgan elementdagi tebranish to‘lqinlarining tarqalish tezligini tajribaviy usulda aniqlab, materialning zichligi ma’lum bo‘lsa, Edin = v2ρ ni topamiz. Yirik va plitali konstruksiyalarda, ya’ni uch o‘lchamli (fazoviy) va ikki o‘lchamli masalalar uchun, hamda ko‘ndalang tebranishlar uchun Edinva v orasidagi munosabat murakkabroq bog‘liqlik bilan aniqlanadi, bunda ρ dan tashqari ko‘riladigan materialning Puasson koeffitsienti μ ham kiritiladi. Uch parametrning (Edin , ρva μ) hammasini bir vaqtni o‘zida aniqlash uchun, bo‘ylama va ko‘ndalang tebranishlarni qo‘llab har xil sharoitlarda va o‘lchamlari har xil bo‘lgan – fazoviy, plitali va sinchli konstruksiyalardaμni aniqlash bo‘yicha kamida uchta tajriba natijalarini taqqoslash lozim bo‘ladi. 3. Elementning bir tomonidan yaqinlashishda uning qalinligini aniqlash Shu maqsadda seriyali chiqariladigan qalinlik o‘lchagichlarda regulirovka qilinadigan chastotali bo‘ylama ultratovush to‘lqinlarini uzliksiz tovush jo‘natishdan foydalaniladi. 97-rasmda devor qalinligi bo‘ylab (bo‘ylama emas, nurning ko‘ndalang yo‘nalishida) tebranishlarning tarqalish grafigi ko‘rsatilgan. To‘lqin uning qarama-qarshi tomonigan etib, aks etadi va orqaga qaytadi. Agar tekshiriladigan o‘lchov h yarim to‘lqin uzunligiga teng (yoki bu qiymatga karrali) bo‘lsa, unda yuborilgan va qaytgan to‘lqinlar bir-biriga tushadi. Bunda pezoplastinkaning tebranishlar amplitudalari birdan kattalashadi (rezonans hodisasi), bu esa uning yuzasida potensiallar farqining oshishiga olib keladi [12, 34]. Ilmiybaza.uz 97-rasm. Rezonans usulida qalinlikni o‘lchash sxemasi: 1 – tekshiriladigan detal; 2 – pezoelement; 3 – to‘g‘ri va teskari “turuvchi” to‘lqinlarning bir-biriga mos tushuvchi amplitudalari; h – detal qalinligi Tegishli rezonans chastotalarini f o‘lchab va 2h uzunlik bo‘yicha to‘lqinlarning tarqalish tezligini bilib (boradigan va kaytib keladigan nurlar yo‘lining jami) tekshiriladigan qalinlikni quyidagi formuladan topamiz: h = ν / 2f . (15.4) Po‘lat uchun bo‘ylama ultratovush to‘lqinlarining tezligi deyarli doimiy (v = 5,7x 105sm/sek), bu esa chastotani 20 dan 100 ming Gs gacha o‘zgartirib, devor qalinligini millimetr bo‘lagidan bir necha santimetrgacha ishonchli o‘lchash mumkin degani. 4. Betondagi yoriqlar chuqurligini aniqlash Nur tarqatadigan va qabul qiladigan A va V o‘zgartirgichlar bir-biridan a masofada yoriqlar chetiga nisbatan simmetrik joylashtiriladi (98-rasm). A nuqtada qo‘zg‘atilgan tebranishlar eng qisqa yo‘l bilan V nuqtaga tushadi. Bu yo‘l uzunligi teng: 𝐴𝐶𝐵 = √4ℎ2 + 𝑎2 (15.5) bundaa – yoriq chuqurligi. SHu yo‘lni o‘tishga v tezlikda tajribaviy aniqlanadigan 𝑡ℎ = √4ℎ2+𝑎2 𝑣 vaqt ketadi. Ilmiybaza.uz 98-rasm. Betondagi yuza yoriqlar chuqurligini aniqlash: 1 – betonli massiv; 2 – yoriq; A – nur tarqatadigan va V – qabul qiladigan o‘zgartirgichlar Yoriq chuqurligini quyidagi bog‘liqlikdan topamiz: ℎ = 𝑣 2 √𝑡ℎ 2 − ( 𝑎 𝑣) 2 ,(15.6) bunda vodatda yuzaning shikastlanmagan uchastkalarida aniqlanadi. Mazkur usul bilan chuqurligi bir necha metrgacha bo‘lgan yoriqlarni tadqiqot qilish mumkin. Ammo quyidagilarni nazarda tutish lozim bo‘ladi: v ning qiymati massiv yuzasi va ichkarisida bir-biridan bir qancha farqlanishi mumkin: AСВ yo‘l uzunligi yoriqlar vertikal bo‘lmaganda ozgina oshadi va, teskarisi, yoriqda ultratovush to‘lqinlarni yaxshi o‘tkazuvchi suv mavjud bo‘lganda esa ancha kamayishi mumkin. Mas’uliyatli holatlarda, chuqur yoriqlar uchun ma’lumotlar olish mumkin. Ultratovush usullarining amaliyotda qo‘llanishining eng zaruriy sohalarini keltiramiz. Beton va temirbeton konstruksiyalarda amalga oshiriladi:  beton mustahkamligini ultratovush to‘lqinlarining tarqalish tezligi va betonning siqilishdagi mustahkamligi orasidagi korrelyasiyaviy bog‘liqliklar bo‘yicha aniqlash; bu bog‘liqliklar betonning berilgan tarkibi va tayyorlash rejimidagi (yangi tayyorlangan konstruksiya va detallarni nazorat qilishda) yoki qurilgan inshootlar elementlaridan chiqarib olingan namunalarni ultratovush va mexanik usullarda parallel sinash yo‘li bilan mustahkamligini o‘rnatish orqali olinadi. Foydalanishdagi konstruksiyalardan namunalar olish imkoniyati bo‘lmagan holatlarda beton Ilmiybaza.uz mustahkamligi tarirovka grafiklaridan taxminan aniqlanadi;  inshootlardagi beton birjinsliligini nazorat qilish;  bir tomondan ikkinchi tomoniga o‘tadigan tovush jo‘natish yordamida (imkoni bo‘lganda, hamda betonning qalinligi 10m va undan katta bo‘lganda) va konstruksiyalar yuzasida o‘lchash yo‘li bilan betondagi nuqsonlarni aniqlash va tekshirish. Bunda nuqson va shikastlanishlar ko‘rinishi va ularning mavjudligi to‘g‘risida yuzaning ayrim uchastkalari oralig‘ida ultratovush to‘lqinlari tarqalish tezligining o‘zgarishi bo‘yicha (godograf, ya’ni tezliklar grafigi deb nomlanuvchi) xulosa chiqariladi;  betonning yuqori kuchsizlangan qatlamining qalinligi, har xil zichlikdagi qatlamlarning joylashishi va sh.o‘. larni aniqlash. Agar tovush jo‘natish yo‘nalishi armatura sterjenlarini kesib o‘tmasa va ular ustiga tushmasa, temirbeton konstruksiyalarda armaturaning joylashishi ultratovush usullarni qo‘llashga xalaqit bermaydi. Metall konstruksiyalarda:  po‘lat va alyuminli konstruksiyalarning payvandli birikma choklarining impulsli defektoskopiyasi;  asosiy materiallar defektoskopiyasi;  qalinlik o‘lchashlar(himoyalovchi metall qoplamalarning qalinligini aniqlash; chirish oqibatida kesimlarning kuchsizlanishi). 5. Impulsli tovush usullari. «Zarbali to‘lqinlar» usuli U engil bolg‘a yoki maxsus moslamalarning zarbasidan qo‘zg‘aladigan yakka impulslartarqalish tezligining o‘zgarishiga asoslangan, masalan, berilgan kuchda elektr toki ta’sirida uncha katta bo‘lmagan zarbalar berish uchun. Signallarni qabul qilish va ularni qayd qilish uchun, ultratovush impulsli usuldagi apparaturalardan foydalanish mumkin. Bu usul yo‘l va aerodrom qoplamalarining asfaltli va sementli betonlarini nazorat qilishda foydalaniladi va uzunligi 30m gacha bo‘lgan beton va temirbeton konstruksiyalarni sinashda ham qo‘llanishi mumkin . Ilmiybaza.uz 6. Vibratsiya usuli Mazkur usul tovush chastotasi tebranishlaridan foydalanishga asoslangan va beton namunalarini sinashda qo‘llaniladi (99-rasm). Ko‘riladigan usul yo‘l va aerodrom qoplamalarini qurishda texnologik jarayonlarning ketishi to‘g‘risida tezkor va ishonchli axborot olish uchun, foydali va avtomatik boshqarishning asosiga qo‘yilishi ham mumkin. Bunda materiallarning tavsiflari to‘g‘risida rezonans xodisasi sodir bo‘lganda (“rezonansli” usul degan nom shundan olingan), o‘lchanadigan amplitudalarning tez o‘sishiga mos keladigan chastotalari bo‘yicha xulosa chiqariladi. 99-rasm. Beton namunalarini rezonans usulida sinash: a – bo‘ylama qo‘zg‘alish; b vav – egiladigan tebranishlar; 1 – sinaladigan namuna; 2 – pezoo‘zgartirgichlar 7. “Yuguradigan to‘lqinlar” usuli1 Bu original usulda qayd qiluvchi asboblarga, qabul qiluvchi o‘zgartirgichlar tomonidan qabul qilinadigan signallardan tashqari uzluksiz tebranishlarni qo‘zg‘atuvchi generator signallari ham ulanadi. Elektron nurli nay ekranida bu signallarning qo‘shilishi natijasida Lissaj figurasining o‘ziga xos tasviri paydo 1Bridge Engineering Handbook, Second Edition: Superstructure Design. Edited by Wai-Fah Chen and Lian Duan. © 2014 (532 bet). Ilmiybaza.uz bo‘ladi. Ultratovush va tovush diapazonlar chegarasida chastotani, hamda qabul qiladigan o‘zgartirgichlar holati va turkumini o‘zgartirib, bo‘ylama, ko‘ndalang va yuza to‘lqinlariga mos keladigan tasvirlarni kuzatish mumkin. Bu tasvirlar bo‘yicha materiallar tavsiflarini ularning har xil chuqurligida baholash mumkin. NAZORAT SAVOLLARI: 1. Akustik (ultratovushlar va chastotasi pastroqlari) usul mohiyati. 2. Ultratovush usullarining qo‘llanish sohalari. Dinamik elastiklik modulini aniqlash. 3. Elementning bir tomonidan yaqinlashishda uning qalinligini aniqlash. 4. Betondagi yoriqlar chuqurligini aniqlash. 5. Impulsli tovush usullari. «Zarbali to‘lqinlar» usuli. 6. Vibratsiya usuli. 7. “Yuguradigan to‘lqinlar” usuli.