声波检测技术：第五章 混凝土裂缝深度检测

1、混凝土裂缝深度检测 混凝土裂缝深度检测分为浅裂缝和深裂缝 浅裂缝采用单面平测法和双面斜测法检测深裂缝采用钻孔对测法检测。但在实际检测中，浅裂缝和深裂缝并没有严格的界限，一般都是根据裂缝所处部位的具体情况确定测试方法。 单面平测法 当混凝土结构的裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度又不大于500mm时，可采用单面平测法。布置测点时应避开钢筋的影响：平测时如果T、R换能器的连线与附近钢筋轴线相一致，钢筋将使声信号“短路”，保持45度左右的夹角为最好检测步骤 1. 不跨缝的声时测量：将T和R换能器置于裂缝附近同一侧，以两个换能器内边缘间距（ ）等于100、150、200、250mm分别读取声时值

2、绘制“时-距”坐标图或用回归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程图：每测点声波实际传播距离 为： 平测“时-距”图 检测步骤不跨缝平测的混凝土声速值为： 平测中测距以换能器内边缘为准，是为了提高测距的准确性，而以“时-距”法来求得声波的实际传播距离，可消除仪器初始读数及声波传播路径误差的影响。 或 跨缝测量示意图 检测步骤2. 跨缝声时的测量：将T、R换能器分别置于以裂缝为轴心的对称两侧，以为100、150、200mm，分别读取声时值 。该声时值便是脉冲波绕过裂缝末端传播的时间，根据几何原理，可推算出如下关系式：检测步骤由以上两式可得： 式（5-5）便是目前国内外广泛用于单面平测法计算裂

3、缝深度的公式。 （5-5） （5-6） 检测步骤跨缝进行声时测量时，在读取首波声时的同时，应注意观察首波相位的变化，因为首波出现反相位的测距与被测裂缝深度存在一定关系，记录了反相位的测距，有助于裂缝深度的分析判断。 3. 裂缝深度的确定方法1）跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时，可用该测距及两个相邻测距的测量值按（5-5）式计算 值，取此三点 的平均值作为该裂缝的深度值（ ）。2）跨缝测量中如难于发现首波反相，则以不同测距按（5-5）与（5-6）式计算 及其平均值 。将各测距 与 相比较，剔除 的数据，然后取余下 的平均值，作为该裂缝的深度值（ ）。 4. 钢筋对测试结果的影响4. 钢筋对测

4、试结果的影响 若换能器附近无钢筋影响，则脉冲波绕过裂缝所需的声时为： 当有钢筋时，脉冲波通过钢筋所需的时间可按下式计算： 4. 钢筋对测试结果的影响欲使钢筋对裂缝深度检测不造成影响，必须使 ，所以应有：上式经简化得：双面斜测法 在工业与民用建筑中常遇见梁的跨中或梁与柱结合部位出现裂缝，需要检测其深度及其在水平方向是否贯通，这种结构一般至少具有一对相互平行的测试面，可采用等测距的过缝与不过缝的双面穿透斜测法检测。 斜测裂缝测点布置示意图 双面斜测法该方法的基本点是保持T、R换能器的连线通过缝和不通过缝的测试距离相等、倾斜角一致的条件下，读取相应的声时、波幅和频率值。当T、R换能器的连线通过裂缝时

5、，由于裂缝破坏了混凝土的连续性，声能在裂缝处产生很大衰减，穿过裂缝传播到接收换能器的首波信号很弱，其声时、波幅或主频与等测距的无缝混凝土比较，存在显著差异，据此可以判定裂缝深度及它在水平方向是否贯通。钻孔对测法 对钻孔的要求1. 孔径应比换能器直径大5-10mm。2. 钻孔须深入到裂缝未端的完好混凝土中去，其深入深度应保证通过无缝混凝土的测点不少于3个。故规定钻孔深度大于裂缝深度700mm以上。经测试如浅于裂缝深度，则应加深钻孔。3. 对应的两个测试孔（A、B），必须始终位于裂缝两侧；其轴线应保持平行，以免因钻孔不平行造成T、R换能器间距变化，干扰各深度处测试结果的相互比较。对钻孔的要求4.

6、对应测孔的间距宜为2m，这是按目前一般声波仪和径向换能器灵敏度而言。5. 孔中粉末碎屑应清理干净。6. 在裂缝一侧多钻一个孔距相同但较浅的孔（C），通过测试（B、C）两孔测试无裂缝混凝土的声学参数，以利于对裂缝部位进行判别。 对于换能器频率的要求为保证径向换能器有一定的穿透能力，使接收信号有一定幅度，应选用频率为2060kHz的径向换能器。 孔中交叉斜测，确定裂缝末端的具体位置 裂缝深度判定 钻孔测裂缝深度的方法，主要以波幅测值作为判据。以裂缝两侧相对应的一对测孔所测得的波幅值和相应的孔深作图进行判别。h-A坐标图 裂缝末端位置判定 当两个换能器的连线(测线)超过裂缝末端后，波幅测值将保持最大

7、值。根据这种情况可以确定达到裂缝末端的两条侧线AB和CD的位置，该二线的交点便是裂缝末端的位置。 压水法测裂缝深度 应用此法时，应注意以下几个问题1. 混凝土不均匀性的影响当一对测试孔之间的混凝土质量不均勾或存在不密实和空洞时，将使h-A曲线偏离原来趋向，此时应注意识别和判断，以免产生对裂缝深度的误判。2温度和外力的影响由于混凝土本身存在较大的体积变形，当其温度升高而膨胀时，其裂缝变窄甚至可能完全闭合，结构混凝土在外力作用下，其受压区也会产生类似情况。在这种情况下进行声波检测，将难以正确判别裂缝深度。因此，最好在气温较低的季节或者结构卸荷状态下进行裂缝检测。3. 钢筋的影响当有主钢筋穿过裂缝且靠近一对测孔时，T、R换换能器处于该钢筋的高度时，大部分脉冲波沿钢