超声波检测考核题及答案

1、超声波检测现场考核参考题1、灌注桩成桩质量通常存在哪两方面的问题？2、总结声波透射法的优缺点。3、简述声波透射法检测混凝土缺陷的基本依据。4、声波检测仪应符合那些技术性能？5、声波透射法所用检测仪器及换能器有哪些主要技术指标？各在什么范围？6、简述径向换能系统延时的来源及其标定方法。7、采用声波透射法检测基桩时，预埋检测管应注意哪些问题？8、声测管埋设应注意哪些要点？9、为什么大直径灌注桩不宜选用塑料管做声测管？10、对于桩径小0.6m的灌注桩，声波透射法不适用，为什么？11、某桩径为0.8m的灌注桩，埋设3根声测管，声测管在桩中的位置，基本等分桩的圆周。请问：声波透射法检测时有没有“盲区”？

2、12、声波透射法测桩时，如何选择换能器的工作频率、发射电压、埋管数量、测点点距等技术参数？13、声波透射法有哪几种检测方法？简述不同方法的特点、用途。14、简述声波透射法检测前的准备工作。15、声波透射法检测中，要求声测管中应注满清水，请说明原因。如果是泥桨，有何影响？16、声波透射法测桩质量，可用于判别混凝土缺陷的基本物理参量有哪些？说明其相关关系？17、常见缺陷在超声波测试信号中的特性有哪些？18、解释声波透射法的PSD判别法。19、检测管不平行时，如何判断缺陷及其位置？20、PSD判据的优点是什么？21、PSD判据的基本原理是什么？为什么要对斜率加权？22、简要说明概率法存在哪些问题，在

3、哪些情况下可能导致误判或漏判？如何解决？23、确定声速异常临界值判据中临界值的基本原理是什么？24、灌注桩某处离析，造成粗骨大量堆积。声波、幅值有何变化？为什么？25、什么叫衰减？产生衰减的原因是什么？26、什么叫超声波声场？反映超声波声场特征的重要物理量有哪几个？什么叫声压、声强、声阻抗？27、在同一根桩的检测中，不同剖面的检测，声波发射电压和仪器设置参数是否应保持不变？为什么？28、JGJ106-2003规范要求不同的桩径需埋设不是数量的声测管，具体的要求是什么？29、声波透视法检测中，发射和接收换能器以相同标高提升，每次提升间距为多少？30、超声波法检测的适用范围是什么？31、声测管及耦

4、合水的声时修正值计算公式是什么？32、声波检测PSD判据的计算公式是什么？33、超声波在传播中衰减的主要3个类型是什么？34、超声波检测要求受检砼强度至少达到设计强度的百分之多少？35、当一根桩有6根声测管时需检测几个剖面？36、超声波检测发射换能器的谐振频率一般为多少？37、声波透射法检测到可疑测点时，采用哪些检测方式进一步确认？38、声波检测当使用斜测法时，两个换能器的中点连线与水平面的夹角不宜大于多少度？39、JGJ106-2003规范中规定桩身完整性的检测方法有哪几种？答 案1答：一是属于桩身完整性，常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝土密实性较差等；二是嵌岩桩或端

5、承桩，影响桩底支承条件的质量问题，主要是灌注混凝土前清孔不彻底，桩底沉渣或虚土厚度超过规定极限，影响承载力的发挥。 2答：该方法一般不受场地限制，测试精度高，在缺陷的判断上较其他方法更全面，检测范围可覆盖全桩长的各个横截面，但由于需要预埋声测管，抽样的随机性差，且对桩身直径有一定的要求，检测成本也相对较高。 3答：当混凝土中存在缺陷时，超声波声速、声幅、频率和波形诸参量都有反映。首先是当混凝土内部存在缺陷时到达所需的“声时”比超声波在无缺陷的混凝土中直接传播时所需的“声时”长，反映出超声波的声速减小。其次是由于存在缺陷时，超声波在混凝土中传播时声能衰减加大，接收信号的首波幅度下降。第三是由于混

6、凝土存在缺陷时，高频成分比低频成分消失快，接收信号的频率总是比通过相同测距的无缺陷混凝土接收到的频率低。最后，由于超声波在缺陷界面上的复杂反射、折射，使声波传播的相位发生差异，叠加的结果导致接收信号的波形发生畸变。据此即可对混凝土内部的质量情况作出判断。 4答：声波检测仪应符合下列要求： (1)具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能； (2)声时测量分辨率优于或等于0.5Us，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1200kHz，系统最大动态范围不小于100dB；(3)声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200- 1000V。5答：声波发射与接收换能器应符合

7、下列要求；(1)圆柱状径向振动，沿径向无指向性； (2)外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm; (3)谐振频率宜为3050kHz; (4)水密性满足lMPa水压不渗水。6答：在测试时仪器所显示的发射脉冲与接收信号之间的时间间隔，并非声波通过试件的真正时间，中间还有种种延迟：电延迟，电声转换，声延迟。其中声延迟所占的比例最大。径向换能器辐射面是圆柱面，应采用如下方法标定：将发、收换能器平行悬于清水，逐次改变两换能器的间距，并测定相应声时和两换能器的间距，做若干点的声时一间距线性回归曲线，就可求得系统延时。7答：(1)声测管内径宜为5060mm。(2)声测管应下端封闭、上端加盖，

8、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶l00mm以上，且各声测管管口高度宜一致。(3)应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后相互平行。(4)声测管埋设数量应符合下列要求：D800mm，2根管；800mm<D<2000mm,不少于3根管；D>2000mm，不少于4根管。式中D为受检桩设计桩径。8答： (1)声测管埋设数量应符合下列要求：桩径不大于0.8m时应埋2根管，桩径在0.82.0m时应不少于3根管，桩径大于2.0m时应不少于4根管。 (2)声测管内径宜为5060mm。声测管应下端封闭、上端加盖，管内无异物连接处应光滑过渡，管口应高出桩顶l00mm以上，且各声测管

9、管口高度宜一致。 (3)应采取适宜方法固定声测管，使之沉桩后相互平行。 9答：塑料管的声阻抗较低，由于其声阻抗介于混凝土和水之间，所以用它做声测管具有较大的透声率，通常可用于较小的灌注桩。在大型灌注桩中使用应慎重，因为大直径桩需灌注大量混凝土，水泥的水化热不宜发散，鉴于塑料的热膨胀系数与混凝土的相差悬殊，混凝土凝结后塑料管因温度下降而产生径向和纵向收缩，有可能使之与混凝土局部脱开而造成空气或水的夹缝，在声路径上增加了更多反射强烈的界面，容易造成误判。 10.答：当桩径较小时，由于声波换能器与声测管的声耦合会引起较大的相对测试误差，故声波透射法只遥用于桩径大于0. 6m的灌注桩。 11.答：三管

10、测量的中心位置有一个盲区，但是中心位置产生缺陷的可能性最小，因此埋设3根声测管是可以满足检测要求的。12答：(1)声波发射与接收换能器的谐振频率为2050kHz. (2)发射电压越高，信号越强，测距越大。 (3)声测管埋设数量应符合下列要求：D800mm，埋设2根管；800mm<D2000mm，埋设3根管；D>2000mm，埋设4根管。式中D为受检桩设计桩径。 (4)发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不应大于250mm。 13.答：现场的检测过程一般分两个步骤进行，首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常的测点。然后，对声学参数异常

11、的测点采用加密测试、斜测或扇形扫测等细测方法进一步检测，这样一方面可以验证普查结果，另一方面可以进一步确定异常部位的范围，为桩身完整性类别昀判定提供可靠依据。 (l)平测普查(2)斜测 (3)扇形扫测 14、答： (1)受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%或不小于15MPa方可进场检测； (2)收集有关的施工资料、设计资料，填写任务委托单及现场原始记录表； (3)打开声测管塞子，向管内注满清水 (4)采用一段直径略大于换能器的钢棒作疏通吊锤，逐根检查声测管的畅通情况及实际深度；(5)用钢卷尺测量声测管之间的净距离，声测管内径、外径，换能器直径，精确 (6)计算零声时，采用时距法测试系统延时

12、，计算声测管及耦合水层声时修正值。 15.答：换能器耦合的目的一方面是使尽可能多的声波能量进入被测介质中，另一方面是使经介质传播的声波信号尽可能多地被测试系统接收，从而提高测试系统的工作效率和精度。 混凝土灌注桩的声波检测一般采用水作为换能器与混凝土的耦合剂，应保证声测管中不含悬浮物（如泥浆、砂等），悬浮液中的固体颗粒对声波有较强的散射衰减，影响声幅的测试结果。16、答： (1)声时值：超声脉冲穿过缺陷或绕过缺陷时，声时值增大。(2)波幅（或衰减）：当波束穿过缺陷区时，反映为波幅降低。 (3)接收信号的频率：当超声脉冲穿过缺陷区时，接收信号主频下降。(4)接收波形的畸变：接收波形产生畸变 17

13、回答： (1)沉渣： (2)泥砂与水泥浆的混合物： (3)混凝土离析： (4)气泡密集的混凝土： (5)层状缺陷（断桩）： (6)声测管接头的影响： 18.答：PSD判据，亦可称为“相领两测点间声时的斜率和差值的乘积判据”。 19.答：PSD判据对缺陷十分敏感。同时又可排除声测管不平行引起声时变化等非缺陷因素的影响。凡是在判据值较大的地方，均作为疑问区，作进一步的细测。 20.答：实践证明，PSD判据对缺陷十分敏感，而对于因声测管不平行或混凝土强度不均匀等原因所引起的声时变化，基本上没有反映。 21.答：根据桩身某一检测剖面各测点的实测声时，测点高程z(mm)，可得到一个以z为因变量为自变量的

14、函数：f。=，(z)。当该桩桩身完好时，f(z)应是连续可导函数， f(z)-z图上各测点的斜率只能反映缺陷的有无，不能明显反映缺陷的大小（声时差），因而用声时差对斜率加权。 22答：概率法存在的问题： (1)在统计计算有无缺陷的临界值时，完全按照低测值点可能出现的概率来计算，没有考虑误判概率和漏判概率。 (2)概率法的基本前提是桩身混凝土的声速服从正态分布，严格地说混凝土强度服从正态分布，其声速不服从正态分布，虽然强度与声速具有相关性，但这种相关性多为幂函数型，是非线性的。 (3)当有声速“大值异常”时，“异常大值”向大值方向偏离正态分布。在运用数理统计方法计算声速临界值时，没有剔除“异常大

15、值”，而“异常大值”参与统计计算将影响声速临界值的取值。 概率法本质上说是一种相对比较法，它考察的只是某测点声速与所有测点声速平均值的偏离程度，在使用时，没有与声速的绝对值相联系，可能会导致误判或漏判： (1)如果混凝土灌注桩实测声速普遍偏低（低于混凝土声速的正常取值），但离散度小，采用概率法是无法找到异常测点的，这样将导致漏判。 (2)有的工程，为了抢进度，采用比桩身混凝土设计强度高12个等级的混凝土进行灌注，虽然桩身混凝土声速有较大的离散性，可能出现异常测点，但即使是声速最低的测点也在混凝土声速的正常取值范围内不应判为桩身缺陷。而用概率法判据，可能视其为桩身缺陷，造成误判。 鉴于上述原因，

16、在规范中增加了低限值异常判据。一方面，当检测剖面n个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时，宜采用声速低限值判据。另一方面，当各测点声速离散较大，用概率法判据判断存在异常测点，但异常点的声速在混凝土声速的正常取值范围内时，不应判为桩身缺陷。 使用低限值异常判据应注意：当桩身混凝土龄期不够，提前检测时，应注意低限值的合理取值。应该在混凝土达到龄期后，对各类完整性等级的桩抽取若干根进行复检，考察声速随龄期增长的情况，否则低限值判据没有实际意义。 23.答：在n次测量所得数据中，去掉五个较小值，得到容量为(n-k)的样本，取异常测点数据不可能出现数为1，则对于标准正态分布假设，可得异常点数据不可能出现的

17、在标准正态分布表可得到与不同的相对应的刈直。每次去掉样本中的最小数据，计算剩余数据的平均值、标准差，由表查得对应的值。计算异常判断值并将样本中当时的最小值与之比较。当仍为异常值时，继续去掉最小值噩复计算和比较，直至剩余数据中不存在异常值为止。则为异常判断的临界值。24、答：在粗骨料多的地方，由于粗骨料多，而粗骨料本身波速高，往往造成这些部位声速值并不低，有时反而有所提高。但由于粗骨料多，声学界面多，对声波的反射、散射加剧，接收信号减弱，于是波幅下降。25.答：超声波在介质中传播时，随着距离的增加，能量逐渐减小的现象叫作超声波的衰减。 超声波衰减的原因主要有三个： (l)扩散衰减： (2)散射衰减： (3)黏滞衰减： 26.答：充满超声波的空间，或者说传播超声波的空间范围叫作超声波声场。声压、声强、声阻抗是反映超声波声场特征的三个重要物理量，称为超声波声场的特征量。超声波声场中某一点在某一瞬间所具有的压强与没有超声波存在时同一点的静态压强之差，称为卢压。单位时间内穿过和超声波传播方向垂直的单位面积上