物探法在岩体工程中应用

1、物探法在岩体工程稳定性中的应用 超声波的简介 物体振动时会发出声音。人类耳朵能听到的声波频率为20Hz20KHz。把频率高于20KHz的声波称为“超声波”。超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远等特点。可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。 检测混凝土目前有些方法？包括破坏性和无损检测技术。破坏性的检测，就是凿开了看，可以检查钢筋、保护层厚度、混凝土密实情况等。无损检测，包括：1 ）回弹法- 回弹法是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度来评定混凝土结构或构件强度的一种方法，它不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生

2、不利影响，在工程上已得到广泛应用。 2） 超声波法- 超声波法检测混凝土常用的频率为20250kHz，它既可用于检测混凝土强度，也可用于检测混凝土缺陷。 知识链接：混凝土的碳化值-自混凝土表面向内的碳化深度。混凝土碳化，指混凝土中的Ca(OH)2与空气中CO2或水中溶的CO2或其它酸性物质反应变成CaCO3而失去碱性的过程。砼失去碱性环境，钢筋就易锈蚀膨胀并胀裂砼，最终削弱砼对钢筋的握裹力，导至钢筋砼构件的破坏。 3 ）超声回弹综合法- 回弹法只能测得混凝土表层的强度，内部情况却无法得知，当混凝土的强度较低时，其塑性变形较大，此时回弹值与混凝土表层强度之间的关系不太明显；超声波在混凝土中的传播

3、速度可以反映混凝土内部的强度变化，但对强度较高的混凝土，波速随强度的变化不太明显。如将以上两种方法结合，取长补短，通过实验建立超声波波速回弹值混凝土强度之间的相关关系，用双参数来评定混凝土的强度，即为超声回弹综合法。 实践表明该法是一种较为成熟、可靠的混凝土强度检测方法。 4） 雷达法- 钢筋混凝土雷达法，多采用1GHz 及以上的电磁波，可探测结构及构件混凝土中钢筋的位置、保护层的厚度以及孔洞、酥松层、裂缝等缺陷。 它首先向混凝土发射电磁波，当遇到电磁性质不同的缺陷或钢筋时，将产生反射电磁波，接收此反射电磁波可得到一波形图，据此波形图可得知混凝土内部缺陷的状况及钢筋的位置等。 雷达法主要是根据

4、混凝土内部介质之间电磁性质的差异来工作的，差异越大，反射波信号越强。 雷达法检测混凝土其探测深度较浅，一般为20 cm 以内，探地雷达使用较低频率电磁波，探测深度可稍大些。此外，该法受钢筋低阻屏蔽作用影响较大，且仪器本身价格昂贵。 地质雷达探测仪 雷达反射探测原理 顶板雷达探测记录及成果解释图 5） 冲击回波法-冲击回波法是用一钢珠冲击结构混凝土的表面，从而在混凝土内产生一应力波，当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时，将产生反射波，接收这种反射波并进行快速傅里叶变换（FFT）可得到其频谱图，频谱图上突出的峰值就是应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面反射形成的，根据

5、其峰值频率可计算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于该法采用单面测试，特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。6 ）红外成像法 自然界中任何高于绝对零度（-273）的物体都是红外线的辐射源，它们都向外界不断地辐射出红外线。红外线是介于可见光与微波之间的电磁波， 其波长为0.761000 m， 频率为4101431011 Hz。 混凝土红外线无损检测，是通过测量混凝土的热量及热流来判断其质量的一种方法。当混凝土内部存在某种缺陷时，将改变混凝土的热传导，使混凝土表面的温度场分布产生异常，用红外成像仪测出表示这种异常的热像图，由热像图中异常的特征可判断出混凝土缺陷的类型及位

6、置特征等。这种方法可对检测物进行上下、左右的连续扫测，且白天、黑夜均可进行，可检测的温度为-502000，分辨率可达0.10.02，是一种检测精度较高、使用较方便的无损检测方法，并具有快速、直观、适合大面积扫测的特点，可用于检测混凝土遭受冻害或火灾等损伤的程度以及建筑物墙体的剥离、渗漏等。图2-6 YTJ20型钻孔摄像记录仪l主要工作参数主要工作参数l摄像头直径：25mm，长100mml探测深度：014.5ml主机尺寸：长宽高=24019083（mm3）l连续工作时间：8hl录像存储容量：2Gl建议钻孔直径：28mm以上，最好32mm以上。 钻孔电视成像仪工程实例钻孔电视成像仪工程实例 7）

7、拔出法 拔出法用于检测混凝土的强度，它是将安装在混凝土体内的锚固件拔出，测定其极限抗拔力，然后根据预先建立的混凝土极限拔出力与其抗压强度之间的相关关系来测定混凝土强度的一种半破损（局部破损）检测方法。实验表明：极限拔出力与混凝土抗压强度之间存在着某种近似线性的对应关系。 拔出法可分为预埋拔出法及后装拔出法两种，预埋拔出法是指预先将锚固件埋入混凝土内的拔出法，后装拔出法是指在已硬化的混凝土上钻孔，然后在其上安装锚固件的拔出法。前者主要适用于成批、连续生产的混凝土结构构件的强度检测，后者可用于当对结构或构件的混凝土强度有怀疑时，或旧结构混凝土强度需要检测时，可按后装拔出法进行检测，检测结果可作为评

8、价混凝土质量的一个主要依据。拔出法一般不宜直接用于遭受冻害、化学腐蚀、火灾等损伤混凝土的检测。 8） 钻芯法 钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，在结构混凝土上钻取芯样以检测混凝土强度和缺陷的一种检测方法。它可用于检测混凝土的强度，结构混凝土受冻、火灾损伤的深度，混凝土接缝及分层处的质量状况，混凝土裂缝的深度、离析、孔洞等缺陷。该方法直观、准确、可靠，是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。钻芯法检测混凝土费用较高，费时较长，且对混凝土造成局部损伤，因而大量的钻芯取样往往受到限制，可利用其他无损检测方法如超声法与钻芯法结合使用，以减少钻芯数量，另一方面钻芯法的检测结果又可验证其他无损检测方法如超声法的检测结果，以提高其检测的可靠性。 9 ）超声波CT 法 超声波具有穿透能力强，检测设备简单，操作方便等优点，特别适合于对混凝土的检测，尤其适合对大体积混凝土如大坝、桥墩、承台及混凝土灌注桩的检测。常规的超声波对测法及斜测法可检测混凝土内部的缺陷，但这需要操作人员具有一定的工作经验，且检测精度也不够高，仅能得到某些测线上而非全断面的混凝土质量信息。 将计算机层析成像（ Computerized Tomography，简称CT）技术用于混凝土超声波检测，即为混凝土超声