Effect of stresses on the ultrasonic pulse velocity in concrete

Abstract

Since the stress-strain curve of a concrete is not linear, at least under the first loading, one would expect that the presence of stresses would reduce the velocity of ultrasonic pulses in the concrete. The experimental investigation of this expectation is the topic of this paper. Mature concrete cylinders of different compositions were subjected to various types of compression loading (gradually increasing load, repeated loading, etc.), and pulse velocities were measured in various manners (with different frequencies and various paths) both in the loaded and unloaded states. The experimental results clearly indicate that the pulse velocity in concrete is independent of the stress level to a surprisingly large extent, that is, up to about 70% of the compressive strength. This means, in practical terms, that stresses prevailing in the concrete of a structure do not have to be taken into account when pulse velocity data are used for the evaluation of the quality of concrete.

Résumé

Etant donné que la courbe contrainte/déformation d'un béton n'est pas linéaire, tout au moins lors du premier chargement, on pourrait s'attendre à ce que la présence de contraintes réduise la vitesse des ultrasons dans le béton. Cet article décrit une étude expérimentale de cette supposition. On a soumis des cylindres de béton durci de compositions diverses à différents types de chargement en compression (charge en augmentation croissante, chargement répété etc.) et on a mesuré les vitesses d'impulsion de différentes manières (fréquences différentes et tracés variés) à la fois en état de chargement et de déchargement. Les résultats expérimentaux montrent clairement que la vitesse d'impulsion dans le béton est indépendante du niveau de contrainte à un degré étonnamment important, soit jusqu'à environ 70% de la résistance à la compression, ce qui signifie dans la pratique qu'il n'y a pas lieu de tenir compte des contraintes exercées dans une structure en béton quamd on se sert de l'auscultation dynamique pour évaluer la qualité du béton.