<< Современные проблемы нелинейной акустики
Нелинейные свойства сил межмолекулярного взаимодействия в твердых телах ответственны за такие известные явления, как теплопроводность, затухание звука и даже за обычное тепловое расширение при нагревании тела. Обычно коэффициент нелинейности - число порядка 10. Однако при наличии структурных неоднородностей (среды с трещинами, гранулированные среды, контакты шероховатых поверхностей) это число возрастает до очень больших значений: до нескольких тысяч. Это означает, что регистрация нелинейных сигналов (например, высших гармоник либо суммарной и разностной частот в спектре зондирующего сигнала) - это высокочувствительный метод обнаружения дефектов и оценке прочностных характеристик твердых сред.
Нелинейная диагностика используется в строительной индустрии. Начало с конца 80-х годов. Группа В.А.Робсмана из Института транспортного строительства (ЦНИИС) работала в Армении в связи с сооружением тоннеля Севан-Арпа. В это время произошло катастрофическое Спитакское землетрясение, повлекшее многочисленные разрушения и жертвы. Группу попросили провести диагностику поврежденных зданий и дать заключение о том, какие здания можно восстановить, а какие следует разрушить в целях безопасности. В процессе ультразвукового "просвечивания" ключевых элементов (балок, несущих стен, перекрытий) выяснилось, что акустические спектры претерпевают искажения тем более сильные, чем сильнее повреждена конструкция. Позднее эмпирическим критериям мы дали объяснение, и в сейчас "нелинейные" прогнозы стали весьма достоверными.
Развитые методы диагностики были успешно использованы при строительстве 3-го транспортного кольца в Москве, при реконструкции и реставрации архитектурно-исторических памятников (церковь Илии Пророка, путевой дворец Петра I), строительстве метрополитенов, реконструкции энергетических установок с целью усиления конструкции и сейсмозащиты, для диагностики дефектов пролетных строений и опор больших и внеклассных мостов (более 30). Об этих работах можно прочитать в обзоре