Барабанов С.С. Забезпечення безпеки експлуатації будівель і споруд з урахуванням методу віброакустичного контролю. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціа-льністю 263 – «Цивільна безпека». – Навчально-науковий інститут «Придні-провська державна академія будівництва та архітектури» Українського дер-жавного університету науки і технологій, Дніпро, 2024.
Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою в галузі охоро-ни праці та цивільної безпеки, у якій дано рішення актуального науково-технічного завдання з встановлення закономірностей змін віброакустичних параметрів при розвитку тріщинуватості у будівельних конструкціях, а та-кож удосконалення методів, розробки алгоритмів і моделей керування віб-роакустичними коливаннями із заданими амплітудними та частотними хара-ктеристиками для визначення прихованої пошкодженості в елементах будіве-льних конструкцій віброакустичним методом, що має суттєве значення для підвищення безпеки й ефективності експлуатації будівель і споруд.
У вступі наведено актуальність теми, мету дослідження, наукову нови-зну, практичне значення одержаних результатів, особистий внесок здобувача та апробацію результатів досліджень.
У першому розділі проведено аналіз стану безпеки будівель і споруд при тривалій експлуатації з урахуванням руйнівних впливів вибухів та по-жеж. Встановлено, що в умовах застарілого жилого фонду будівель і великої кількості надзвичайних ситуацій, які активізуються динамічними впливами від вибухів і пожеж, безумовно необхідно проводити контроль стійкості та безпеки об'єктів для оцінки їхньої придатності до подальшої експлуатації. Це відноситься як до самих інфраструктурних об'єктів безпосередньо, в ролі яких можуть виступати виробничі цехи, споруди, тунелі та інше, так і до жи-тлових будинків. Аналіз показав, що накопичення внутрішніх пошкоджень в несучих стінах та фундаментах будівель є однією з найбільш поширених оз-нак потенційного руйнування в процесі експлуатації. Для моніторингу і діаг-ностики пошкоджень добре зарекомендував себе віброакустичний метод кон-тролю, який був апробований в різних умовах і дозволяє провести неруйнів-ну оцінку стану бетонних, залізобетонних, цегляних, багатошарових стін пе-рекриттів та інших видів конструкцій. Однак для підвищення швидкості й якості визначення стану об’єктів, кількісної оцінки накопичення в їх елемен-тах суттєвих пошкоджень необхідна розробка автоматизованого збуджувача складних коливань і вдосконалення методу ідентифікації прихованих пошко-джень віброакустичним методом. На основі проведеного аналізу було сфор-мульовано мету та задачі дослідження.
У другому розділі проведено ідентифікацію структурних порушень в матеріалах будівель і споруд віброакустичним методом. На основі вимірю-вань швидкостей пружних хвиль в дерев'яних, бетонних і металевих матеріа-лах проведена їх оцінка як коливальної системи при ударному впливі. Вста-новлені закономірності змін віброакустичних параметрів при розвитку трі-щинуватості у будівельних конструкціях. Визначення відкритих тріщин здій-снюється по стоячих хвилях, резонаторами для яких є поверхня та береги тріщин. Закриті тріщини переводять однорідну нормальну хвилю в неодно-рідну, що експоненційно загасає. Встановлено, що при пошкодженні конс-труктивних елементів будівель і споруд виникають впорядковані та хаотичні системи тріщин, розміри яких, у випадках часткового (прихованого) внутрі-шнього руйнування, значно нижче області контролю. Це середовище можли-во вважати квазіоднорідним, в якому системи тріщин виявляють свої власти-вості лише інтегрально. Тому запропоновано визначати інтегральні показни-ки пошкодження елементів конструкцій, які зв’язані з зонами акустичної чут-ності резонансних хвиль. Ці хвилі фіксуються приймачем з фільтрами, які пропускають низькі частоти для різних матеріалів. На базі цих показників вже можливо ідентифікувати ризики втрати стійкості об’єкта контролю. Про-ведено апробацію методу віброакустичного контролю пошкоджень констру-ктивних елементів споруд на прикладі досліджень бетонних тюбінгів. Визна-чено ділянки з підвищеними напруженнями, зони прихованих тріщин та по-шкоджень у бетоні. Зазначено, що для підвищення швидкості й якості визна-чення стану об’єктів і структури накопичення в їх елементах суттєвих пош-коджень потрібна автоматизація віброакустичного методу, розробка моде-лей складних коливань та підвищення достовірності оцінок руйнувань.
