Анотація до роботи:

Сташук П.М. Удосконалення визначення тріщиностійкості залізобетонних конструкцій методом акустичної емісії – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – “Будівельні конструкції, будівлі та споруди”. – Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти України, Львів, 2003.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню тріщиностійкості бетонних елементів та залізобетонних конструкцій з використанням методу акустичної емісії, та питанням удосконаленню методів експериментальних досліджень залізобетонних конструкцій за допомогою методу акустичної емісії.

Виконана програма комплексних випробувань бетонних та залізобетонних конструкцій семи типів виготовлених із п’яти серій важкого бетону, які відрізнялись між собою складом та міцністю.

Досліджено процеси тріщиноутворення та напружено-деформований стан бетонних та залізобетонних конструкцій при різних умовах роботи та на різних етапах навантаження. Виявлено закономірності процесу випромінювання АЕ бетонами різних складів при заданих умовах навантаження, його зв’язок з процесами тріщиноутворення. Розроблено та апробовано методику випробування та визначення стану натурних бетонних та залізобетонних конструкцій з використанням методу АЕ. Проведені натурні випробування залізобетонних конструкцій показали можливість використання методу АЕ для технічної діагностики їх стану.

1. За результатами комплексного дослідження параметрів АЕ, проведеного при різних схемах навантаження не виявлено зменшення рівня АЕ із збільшенням класу бетону.

2. Зміна НДС досліджуваних зразків, а саме поява мікроруйнувань, мікро- та макротріщин впливає на характер накопичення подій АЕ та їх енергії, а також супроводжується підвищенням енергетичних характеристик сигналів АЕ, зокрема енергії сигналів та параметру К_р.

3. Параметр К_р можливо використовувати для оцінки роботи бетонних та залізобетонних конструкцій на згин та розтяг для аналізу рівнів тріщиноутворення.

4. Досліджено рівні та процеси тріщиноутворення бетонних та залізобетонних зразків при різних схемах роботи та на різних етапах навантаження за допомогою методу АЕ.

5. При випробуванні бетонних кубів та призм на стиск, напруження мікротріщиноутворення Rⁿ_crc в бетоні можна визначати графічно за зміною кута нахилу кривих накопичення кількості сигналів АЕ та їх енергії. Дослідні значення відносних поперечних розтягуючих деформацій при випробуванні бетонних призм на стиск близькі до величини 1010^-5, що згідно дослідженням О.Я.Берга відповідає утворенню мікротріщин.

6. Експоненціальний характер перебігу в кривих накопичення кількості сигналів АЕ та їх енергії в момент зміни навантаження при випробуванні бетонних призм на стиск, та значне збільшення цих параметрів при постійному рівні навантаження, свідчить про утворення макротріщин.

7. При випробуванні бетонних кубів на розтяг методом розколювання неперервно зростаючим навантаженням, напруження мікроруйнування R⁰_crc, мікротріщиноутворення Rⁿ_crc та зародження макротріщин в бетоні, можна визначати графічно за зміною кута нахилу кривих накопичення кількості сигналів АЕ та їх енергії. Поява макротріщини супроводжується випромінюванням сигналів АЕ з більшою енергією.

8. Випробування бетонних призм на чистий згин показало, що інформативним параметром сигналів АЕ, по якому можна судити про утворення тріщини, є параметр К_р. Крім того, поява експоненціального характеру кінетики випромінювання АЕ по накопиченню енергії сигналів свідчить про досягнення рівня напруження мікротріщиноутворення Rⁿ_сrс. При подальшому навантаженні зразків відбувається збільшення на порядок значень накопичення енергії сигналів АЕ.

9. _{Випробування бетонних дископодібних зразків на позацентровий розтяг показало, що існує експоненціальна залежність між накопиченням енергії сигналів SЕq та максимальним випробувальним навантаженням, і логарифмічна залежність між SЕq та коефіцієнтом інтенсивності напружень.}

10. Методику оцінки небезпеки процесу руйнування можна використовувати для діагностики залізобетонних балкових конструкцій. За значенням коефіцієнтів b₁ та b₂ формул (3, 4) можливе знаходження моменту утворення тріщин та визначення НДС в стиснутій зоні залізобетонних балок.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Коваль П.М., Сташук П.М. Дослідження руйнування бетону з використанням методу акустичної емісії / Будівельні конструкції. Збірник наукових праць. Вип.50. Друга всеукраїнська-науково-технічна конференція. “Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону” Київ, НДІБК – 1999. – С.341-346.

2. Коваль П.М., Сташук П.М., Лисак О.Є. Проблеми діагностики технічного стану залізобетонних мостів та оцінка їх довговічності. / Будівельні конструкції. Збірник наукових праць. Вип.51. Друга всеукраїнська-науково-технічна конференція. “Аварії на будівлях і спорудах та їх попередження”. Київ. НДІБК.-1999. – С.221-227.

3. Кархут І.І., Сташук П.М. Дослідження характеристик тріщиностійкості бетону. // Zeszyty naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i inzynieria srodowiska. – Rzeszow 2000 – P.217-220.

4. Коваль П.М., Сташук П.М. Діагностика стану бетонних та залізобетонних конструкцій за характеристиками тріщиностійкості. // Наукові праці семінару “Сучасні проблеми проектування, будівнитва та експлуатації споруд на шляхах сполучення”.-К.: УТУ-2000,-С.106-109.

5. Сташук П.М. Дослідження процесів тріщиноутворення в бетонах методом акустичної емісії. Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій. // НАН України ФМІ ім. Г.В. Карпенка. Збірник наукових праць. Випуск 2. В-во “Каменяр” Львів.-2000. – С.133-143.

6. Коваль П.М., Сташук П.М. Дослідження тріщиностійкості бетонів методом акустичної емісії. // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. // Збірник наукових праць. Вип. 5. Рівне: Рівенський ДТУ,2000.,— С.309-315.

7. Коваль П.М., Сташук П.М. Перспективи технічної діагностики мостів з використанням методу акустичної емісії. / Будівельні конструкції. Збірник наукових праць Вип. 54. Всеукраїнська-науково-практична конференція. “Реконструкція будівель та споруд. Досвід та проблеми”. Київ. НДІБК.-2001. – С.310-316.

8. Коваль П.М., Сташук П.М. Дослідження залізобетонних конструкцій методом акустичної емісії. // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Вип. 63. НТУ. К.-2001-С.276-282.

9. Коваль П.М., Лучко Й.Й., Сташук П.М. Оцінка тріщиностійкості бетонів в мостових конструкціях з використанням методу акустичної емісії. / Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій. // НАН України ФМІ ім. Г.В. Карпенка. Збірник наукових праць. Випуск 3. В-во “Каменяр” Львів.-2001. – С.91-100.

10. С.Т. Штаюра, П.М. Сташук, М.Л.Дем’ян Методика та експериментальні дослідження тріщиностійкості бетонів / Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій. // НАН України ФМІ ім. Г.В. Карпенка. Збірник наукових праць. Випуск 3. В-во “Каменяр” Львів.-2001. – С.201-209.

11. Сташук П.М. Вивчення кінетики процесів тріщиноутворення методом акустичної емісії // Вісник Державного університету “Львівська політехніка” Теорія та практика будівництва. В-во ДУ ”ЛП” Львів.-2001. – С.178-184.

12. П.М.Коваль, Б.Г.Демчина, П.М.Сташук, І.П.Бабяк Акустична емісія арматурного прокату при розтягу / Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій. // НАН України ФМІ ім. Г.В. Карпенка. Збірник наукових праць. Випуск 4. В-во “Каменяр” Львів.-2002. – С.73-83.

13. Сташук П.М., Бенке Й.З. Методика та експериментальні дослідження довжин та розкриття тріщин на балкових зразках / Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій. // НАН України ФМІ ім. Г.В. Карпенка. Збірник наукових праць. Випуск 3. В-во “Каменяр” Львів.-2002. – С.171-177.

14. Коваль П.М., Демчина Б.Г., Сташук П.М., Баб’як І.П. Дослідження арматурного прокату для конструкцій мостів з використанням методу акустичної емісії. / Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Вип. 64. Сучасні проблеми проектування, будівництва та експлуатації споруд на шляхах сполучення.-К.: УТУ-2002,-С.106-109.

15. Коваль П.М., Філоненко С.Ф., Сташук П.М Дослідження автодорожнього моста з використанням методу акустичної емісії / Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Вип. 64. Сучасні проблеми проектування, будівництва та експлуатації споруд на шляхах сполучення.-К.: УТУ-2002,-С.114-118.

16. Коваль П.М., Фаль А.Є., Сташук П.М. Випробування автодорожнього сталезалізобетонного моста через р. Західний Буг / Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Вип. 65. – К.: НТУ.-2002.,-С.50-56.

17. Petr Koval. P.M. Stashuk Study of crack forming kinetics in cement concretes by the acoustic emission method. / IX Miedzynarodowa Konferencja Trwale I bezpieczne nawierzchnie drogowe. Kielce 2003. – Warszawa 2003. – P.101-109.

18. Коваль П.М., Сташук П.М., Фаль А.Є. Дослідження прогонової будови нового сталезалізобетонного автодорожнього моста з використанням методу акустичної емісії / Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій. // НАН України ФМІ ім. Г.В. Карпенка. Збірник наукових праць. Випуск 5. В-во “Каменяр” Львів.-2003. – С.85-93.

Особистий внесок здобувача полягає у експериментальному дослідженні бетонних та залізобетонних конструкцій із використанням методу АЕ та аналізі одержаних результатів.