地下工程的无损检测解读

1、地下工程的无损检测 1. 无损检测技术：在不破坏（或微破损）结构构件材料 内部结构、不影响结构整体工作性能和不危及结构安全 的情况下，利用和依据物理学的力、声、电、磁和射线 等原理、技术和方法，测定与结构材料性能有关的各种 物理量，并以此推定结构构件材料强度和检测内部缺陷 的一种测试技术。 2. 检测目的：评定结构构件的质量、控制施工进度和质 量、诊断已建结构构件的承载能力和耐久性，评定已建 结构的可靠度等级和估算剩余寿命 3. 如 混凝土抗压强度无损检测方法：采用 回弹法、超 声法和回弹超声综合法（非破损）、钻芯法（微破 损） 、拔出法；内部缺陷采用超声法。 8.1 概述 8.2 回弹法检测

2、混凝土抗压强度 一、回弹法（JGJ/T 23-92） 1948年瑞士斯密特（ESchmidt）发明回弹仪。 1、基本原理 使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过 中心导杆，弹击混凝土的表面，并测得重锤反弹的距离， 以反弹距离与弹簧初始长度之比为回弹值R，由它与混凝 土强度的相关关系来推定混凝土强度。 8.2 回弹法检测混凝土抗压强度 2回弹仪的构造和率定 率定：使用前应在洛氏硬度HRC为60士2的砧上，在室温 （20士5）度的条件下进行率定。取连续弹击三次的稳定 回弹值进行平均，其值在80士2。 8.2 回弹法检测混凝土抗压强度 3、回弹法检测混凝土强度的影响因素 ?回弹仪测试角度：非

3、水平方向测试时，重力作用影响测试结果 ?混凝土不同浇筑面：分层泌水现象影响砼局部强度。非侧面 ?龄期和碳化的影响：CO2=氢氧化钙=碳酸钙。 ?养护方法和温度：自然养护的回弹值高于标准的回弹值。尽可 能采用干燥状态的混凝土进行测试，以减小湿度对回弹值的影 响。 4、回弹法的检测技术和测区布置 1）测区的选择与布置 选择：主要受力部位、薄弱部位以及易产生缺陷的部位，测区 表面应清洁、平整、干燥、结实。 布置：一个构件不少于10个，大小200X200mm，16个测点/ 区，测区间距2m。（长度小于3m，高度低于0.6m的结构 或构件，其测区数量可适当减少，但不应少于 5个） 2）回弹值测量 回弹值

4、量测时，回弹仅应始终垂直于结构或构件的检测面，测 点不应在气孔或外露石子上，共测 16个值。 3）碳化深度测量 选择不少于构件的30测区进行。在直径约为15mm并有一 定深度的孔洞，滴入浓度为1的酚酞酒精溶液，测试表面至不变 色处的深度，即碳化深度。 5、回弹值的数据处理 1）回弹值的计算 从该测区的16个测点的回弹值中分别剔除3个最大值和3个最小 值，然后按余下的10个回弹值取平均值。 2）修正值的计算 非浇筑侧面、非水平测试方向、碳化修正（ dm0.5mm时不 修正） 8.2 回弹法检测混凝土抗压强度 6、混凝土抗压强度计算 8.2 回弹法检测混凝土抗压强度 1）测区混凝土强度值的确定 根

5、据平均回弹值Rm及平均碳化深度dm，由规程附录 表E查得或当地专用测强曲线查的。 2）结构或构件混凝土强度平均值和强度标准差计算 8.2 回弹法检测混凝土抗压强度 3）结构或构件混凝土强度推定值 单个构件检测时，以构件最小测区强度值作为该构件的混凝 土强度推定值： 批量检测时，按下列两式计算并取其中较大者为该批构件 混凝土强度推定值： 对于批量检测构件，当该批构件混凝土强度标准差出现 下列情况之一时，按单个构件检测推定： (1) 平均值小于25MPa，且标准差4.5MPa； (2) 平均值等于或大于 25MPa，且标准差5.5MPa 。 8.2 回弹法检测混凝土抗压强度 碳化深度测定与修正 碳

6、化深度的测定：用浓度1%的酚酞溶液及钢卡尺来 测定碳化深度dm值。 修正： (1)当dm0.4mm，按无碳化处理； (2)当0.4mmdm=6mm，按6mm处理； c icu f , 8.2 回弹法检测混凝土抗压强度 8.3 超声法 1、超声波的基本概念 ? 超声波是弹性介质中的一种机械波 ? 波动的物理实质是能量的传递过程 2、传播介质 ? 纵波 ：固体，液体，气体 ? 横波 ：固体 ? 表面波：固体表面 3、基本参量： 声速、声幅（声压与声强）、频率。 混凝土检测中最常用的参数声速 4、超声波的特点 1） 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中 有效传播。 2） 超声波可传递很强的能量

7、。 3） 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 4） 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强 烈的冲击。 8.3 超声法 8.3 超声法 5、超声传感器的原理： ? 利用声速与材料的弹性性质； ? 声速与材料的结构特性如材料的尺寸、材料中各种成分 的组成、空隙率、缺陷； ? 声幅：反映材料衰减特性的参数； ? 频率：反映超声波强度正负交变快慢的参数。 6、超声波检测系统 8.3 超声法 6、智能化超声仪 8.3 超声法 超声仪的基本功能 ? 信号放大（增益，衰减） ? 信号滤波（高通，低通） ? 显示波形（延迟，记录宽度） ? 读取参数（声时，声幅） 8.3 超声波检测混凝土强度 1、

8、基本原理 混凝土的抗压强度fcu与超声波在混凝土中的传播速度v 之间的关系。混凝土强度愈高，相应超声波波速愈大。 通过试验可建立混凝土强度与声速的关系曲线或经验公 式。目前常用的相关关系表达式有幂函数方程: 8.3 超声波检测混凝土强度 2、影响声速-强度的基本因素 ? 骨料的影响（种类，粒径，含量） ? 水泥用量的影响（水灰比，总量） ? 龄期的影响 骨料的声速 水灰比对声速-强度的影响 水泥量对声速-强度的影响 沙率对声速-强度的影响 龄期对声速-强度的影响 3、测区布置 8.3 超声波检测混凝土强度 单个构件检测：不少于10个测区，测区面积 200X200mm。测区间距不大于2m。 批量

9、抽样检测：抽样数应不少于同批构件的30，且不 少于4个，每个构件测区数不少于10个。测试面应清洁平整， 无缺陷。 4、强度推定： 1）每区选3-5各测点，根据测得的声时和两相对探头的距离 计算波速，取各测点的平均值作为该区的波速。 当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声速值应乘以 1.034修正。 2）强度推定：由试验量测的经修正后的声速，按fcuva曲 线求得混凝土的强度换算值。 8.3 超声波检测混凝土强度 单个构件：各测区中的最小强度值 同批构件：各构件强度平均值 mf减去均方差Sf的 1.645倍。 ff smf?645. 1 ? ? if f N m 1 8.3 超声波检测混凝土强

10、度 5、强度推定(注意事项) 1）当同批构件强度标准差过大时，直接取各构件 最小测区强度值的平均值。 2）同批构件：各构件强度平均值mf减去标准差Sf的 1.645倍。 3）同批构件设计标号大C20时，若标准差Sf大于 5.5(MPa)，应全部按单个构件给出强度。 8.3 超声波检测混凝土强度 8.4 超声波检测混凝土缺陷 浅裂缝单工作面平测法 双工作面斜测法 在有两各相对 的平行工作面时， 利用平面换能器的 指向性好的特点， 在两个工作面分别 布置发射和接受换 能器。 8.4 超声波检测混凝土缺陷 不密实区和空洞检测基本方法（一） 8.4 超声波检测混凝土缺陷 8.4 超声波检测混凝土缺陷

11、不密实区和空洞检测基本方法（二） 不密实区和空洞检测基本方法（三） 8.4 超声波检测混凝土缺陷 混凝土表面损伤层检测 8.4 超声波检测混凝土缺陷 钻孔灌注桩质量检测 8.4 超声波检测混凝土缺陷 声测管布置示意图 8.4 超声波检测混凝土缺陷 1、方法的提出： 仅仅利用超声波波速测试混凝土强度由于影响因素过 多，真正量化在波速中的因素并不明确，测强曲线的推广 价值不大，如能综合其他方法将某些因素量化，或许可以 总结出更据准确性和推广价值的方法。在这种思路下，提 出了超声回弹综合法。 8.5 超声回弹综合法 2、方法的意义： 应该说超声回弹综合法仍然是一种纯经验性的方法， 在这一点上与超声波波强度测试和回弹值强度测试是一样 的，并不据在理论上的优势。定性的看综合了声速和回弹 值在代表性上应该有如下的优势： 1.内外结合：声速（内），回弹值（外）。 2.龄期互补：早期声速敏感，后期回弹敏感。 3.含水互补：含水使声速提高，回弹值下降。 从根本上说超声回弹综合法是实践证明了的一种较好 的方法。 8.5 超声回弹综合法 8.5 超声回弹综合法 3、原理 超声回弹综合法实质上就是超声法和回弹法两种单一测 强方法的综合测试，可以提高测量的精度。测量时，应严格 遵照超声