结构试验技术之结构非破损检测方法

1结构试验技术StructuralTestingTechnology

陈再现副教授、博士上课了！！！16.2混凝土结构的非破损检测技术6.2.4钻芯法一、基本原理钻芯法是使用专用的取芯钻机，从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱形的混凝土芯样，并根据芯样的抗压试验由抗压强度推定混凝土的立方抗压强度。特点：直观，精度高；广泛应用于建筑，水利、大坝、桥梁、公路、机场跑道等工程中。2二、操作仪器3三、检测技术钻取芯样应在结构或构件受力较小的部位和强度质量具有代表性的部位。钻芯数量不应少于3个，小构件可取2个。芯样直径不宜小于骨料最大粒径的3倍，一般为100mm或150mm，芯样高度为直径的1～2倍。℃芯样试件内不应含有钢筋。如不能满足，每个芯样内最多只允许含有二根直径小于10mm的钢筋，且钢筋应与芯样轴线基本垂直芯样端面必须进行加工磨平。也可用水泥砂浆或硫磺胶泥在专用补平装置上补平。45四、数据处理1、单个测区砼强度换算值：—芯样抗压试验测得的最大压力(N)。—不同高径比砼强度换算系数。高径比1.01.21.41.61.82.0换算系数1.001.071.131.171.211.246四、数据处理2、混凝土强度推定值：对于单个构件或单个构件的局部区域，取试件混凝土换算强度中的最小值作为代表值推定结构的混凝土强度。直接将混凝土强度换算值的平均值作为推定值。7

钻芯法检测混凝土强度和其他性能，可靠性比较大。主要问题是试验费用较高，取样不很方便，试验周期较长，且会造成结构一些局部破损等。所以应与其他非破损方法综合应用，分析与评定，提高效益。86.2混凝土结构的非破损检测技术6.2.5拔出法一、基本原理用一金属锚固件预埋入混凝土内（预装发）或在构件上钻孔埋人一金属锚固件（后装法），然后测试锚固件从混凝土中被拔出时的拉力，并由此推算混凝土的抗压强度。9二、操作仪器钻孔机磨槽机锚固件：胀簧、胀杆、锚杆拔出仪力传感器：显示仪表10二、操作步骤钻孔：用电钻带动空心钻头使钻头与混凝土表面保持垂直、均匀下钻，要求直径20±0.1mm，三点支撑钻55mm深，圆环支撑钻50mm深即可磨槽：将磨槽机上的金刚砂轮放入钻好的内孔，在距表面35mm（三点支撑）或30mm（圆环支撑）处加工出一个Φ28×8mm的环形沟槽，作为锚具拉拔时的的承力点，磨槽时将定位盘紧紧压在混凝土表面上，沿钻孔四周均匀移动，当金刚砂轮中心杆与钻孔壁相撞时，即可停止磨槽。11二、操作步骤安装锚具：将胀簧放入钻好的成型孔内，用胀杆将胀簧胀开，卡在定位槽内，然后将拉杆拧紧，应检查锚具是否与混凝土表面垂直安装拉拔仪：将拉拔仪套入到安装好的锚具上，拧紧螺母。拉拔：将仪表清零，顺时针旋转压力阀，将压力油传送到油缸内使活塞向上移动，开始对混凝土施加拉拔力，当局部混凝土破坏时，可直接读出该测点的最大拔出力（最高峰值），做好记录。1213三、检测技术℃单个构件均匀布置3个测点。当三个拔出力中最大值或最小值与中间值之差均大于中间值的15%，应在最小拔出力测点附近增加2点批量抽检不少于30%，且不少于10件，每个构件3点测点测点优先布置在侧面，应避开接缝、蜂窝、麻面部位和混凝土表层的钢筋、预埋件。14四、数据处理1、砼强度换算值：——混凝土强度换算值——拔出力——测强公式回归系数15四、数据处理

2.制定测强曲线所有材料与被测结构混凝土的材料有较大差异时，可采用钻芯法修正。芯样数量不少于3个，每个芯样附近做3个测点拔出试验，修正系数按下式计算：——修正系数——第i个混凝土芯样试件抗压强度值——对应于第i个混凝土芯样3个拔出力平均值的混凝土强度换算值——芯样数量16四、数据处理3、单个构件混凝土强度推定值：以构件的强度换算值（或修正系数乘以强度换算值）作为该构件的混凝土强度推定值当未加测点时，取3个拔出力中的最小值当加测2点时，取加测2个测点与最小拔出力的平均值和前3个拔出力中间值的较小值如何确定拔出力？？17四、数据处理4、批量构件混凝土强度推定值：较大值5.当出现下列情况时，应全部按单个构件检测。（1）换算强度平均值小于等于25MPa时，（2）换算强度平均值大于25MPa时，186.2混凝土结构的非破损检测技术6.2.6内部缺陷的超声检测技术一、基本原理采用超声波检测仪，测量超声脉冲的纵波在结构混凝土中的传播速度，波形信号的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷。超声波通过缺陷会产生绕射、反射，绕射使传播速度变小，声时偏长；反射使能量显著衰减，波幅和频率明显降低，接收波形平缓甚至发生畸变。据此，判断和评定混凝土的缺陷和损伤情况。19二、判别方法声时法(又称声速法)：利用超声波遇到孔洞等缺陷时产生绕射或直接穿过缺陷中低速介质时，从声时的变化而进行的量测振幅法：利用缺陷对声波的衰减比无缺陷处大，接收波振幅将减小的特点，根据首波振幅的异常变化确定缺陷。20二、判别采方法波形法：利用超叹声波遇到轰缺陷时，覆连续性被新破坏，传姜播路线受帝干扰，使卖接收波波辣形发生畸陆变和首波韵到达接收粱探头时间错的滞后，杂来判别缺束陷，如图递所示（a）无蓬缺陷时波坡形(b)巷有缺泥陷时波袋形21二、判红别方法频率法：即利用阔混凝土中舱质量的不滔同，对超心声脉冲波身中的高频饿分量吸收睛、衰减也裙不同，致照使接收波齐的频谱发亚生变化。有缺陷什处，接捏收波的数高频分淘量相对飘减少，使低频分蛮量则相辉对增大难。因此可从课接收的频飞率值检出翁缺陷。22三、裂队缝检测1、垂卵直裂缝侨检测如果裂缝舍部位具有歌两个相互尊平行的测从试表面，钩可采用对测法：二探头养相对，从慕裂缝顶部柏开始，逐怠渐向尖端悼移动扫描匙，当测得登声时趋于稳定时，即模为裂缝制的终止炎。23三、裂缝银检测1、垂直听裂缝检测裂缝所在菜部位只有一个表卫面可供超声扇检测时（恢如混凝土威路面、飞洋机跑道、看洞窟建筑仪和大体积锄结构等）冰采用单面平测银法。：无裂缝砼中的传播时间。：有裂缝砼中的传播时间。24三、裂意缝检测1、垂饥直裂缝舒检测对很深的葛裂缝，侧度向又无法设探测，当偏用一般方当法穿透能灯量不足时榆，可钻孔悼用径向增犯压式探头汗如图的方傅法检测（测试前战测孔中率灌注清谨水）25三、裂缝响检测2、斜农裂缝检逝测26三、裂缝代检测2、斜裂姐缝检测确定裂缝烧走向：将一滔探头固蚕定放置敞在直线竞上某一搏测点A，另一却探头置航于裂缝轿的另一减边靠近垄裂缝的B1点，测夏得声时t1后再稍交许外移格，此时氧声时若垫减小，教则裂缝情走向与孙探头的循移动相叶同，反惯之则相涂反。裂缝末叫端的确束定：如图所散示，在B探头由B1到B2的移动过脑程中，记缎下声时值器最小的测骡点B3，从B3引测试房诚面的垂搂直线，聪该直线还必与裂搅缝末端O相交27四、不肺密实区奇和空洞嗓检测1、对钱测法具有两对互任相平行薯的测试面。贸在测区的秋两对相互洒平行的测耐试面上，征分别画间愁距为200～300m尝m的网格，蹲确定出测逝点的位置瓜。28四、不答密实区予和空洞吓检测2、斜测坚法只有一对未相互平行本的测试面。在测区豪的两个相练互平行的班测试面上怪，分别画浮出交叉测氧试和两组蜘测点位置29四、不隆密实区惰和空洞嚷检测3、钻株孔法测试距离挽较大。在测糊区的适补当部位戴钻出平疗行于结叠构侧面妄的测试竖孔，直片径范围朝为45～50m违m，其深度轮视测试需尿要决定30五、表面驱缺陷检测表面平测根法：每次患移动距离店不大于100m奥m，每测悄区内不仍少于5个测点。1、测量话方法31五、表郊面缺陷誉检测绘时-距坐标晃图，坐标禾图上的遗转折点委即为分添界面，箩由此可具求得超岁声波在屑损伤混械凝土与陡密实混被凝土中越的传播庸速度及损伤厚度。2、数据橡处理32五、表面雷缺陷检测2、数据漆处理336.2叮混唉凝土结废构的非枝破损检白测技术6.2.捉7混凝堵土内钢筋辆位置检测一、基虫本原理电磁感应查原理：混凝土堡是带弱磁麻性的材料友，而结构爬内配置的抖钢筋是带赞有强磁性作的。钢筋评测试仪的飞探头接触纲结构混凝统土表面，悦探头中的礼线圈通过帝交流电，顿线圈周围影就产生交尖流磁场。澡该磁场中皱由于有钢掉筋存在，照线圈中产抽生感应电稿压。该感应电痒压的变锣化值是我钢筋与姨探头的侮距离和搜钢筋直厦径的函呜数。钢筋该愈靠近缠探头、铲钢筋直打径愈大侄时，感害应强度凯变化也贡愈大。342、钢筋雾探测仪353、基本穷操作将探头肤放置在屿被检测疑体表面虫，探头扁平行钢炉筋、沿旅钢筋走蒜向的垂溜线方向幕匀速移沉动探头冒。当探头徒到达被传测钢筋事正上方迅时，仪毅器发出蜂提示（脑鸣声、鬼颜色变挽化显示避），此北处下方寸有钢筋美，在相棚反方向升的附近蔑位置慢脖慢往复缸移动探台头，同所时观察表屏幕上壳的信号蜜值，最企大值的棒位置即翁是钢筋仰的准确变位置，在就可检郊测出被旱测钢筋疗的直径却和保护南层厚度363、基本隶操作376.3笼钢让结构的牧无损检弊测技术表面硬度法强度检披测缺陷检测超声法386.3查钢台结构的戚无损检要测技术6.3挡.1名表面硬萄度法检培测钢材惹强度一、基本匀原理利用布氏硬静度计来测定指：由硬车度计端嫂部的钢竞珠受压氏时在钢叛材表面绵和已知狮硬度标膀准试样惩上的凹狂痕直径订，测得扛钢材的估硬度，听并由钢拳材硬度倚与强度译的相关均关系，划经换算烤得到钢耳材的强平度。39二、数据胀处理406.3.劫2超声办法检测钢腥材和焊缝背缺陷一、基纷本原理超声法检复测钢材和谊焊缝缺陷奖，其工作辣原理与检庭测混凝土丈内部缺陷乎相同，试韵验时较多也采用脉冲带反射法，叮工作频率绝为0.5—亩2MHz。超声波瓣遇到不同授介面（构芬件材料表乱面、内部拨缺陷和构斤件底面）免时，会产尺生部分反苏射。如材穗料完好，食内部无缺寄陷测时，蚕显示屏上调只有起始脉旗冲（始居波）和底脉冲妙（底波虹），不出现缺陷反洒射波（伤波）邮。反之会谊出现缺陷反歪射波无缺陷波形有缺陷波形416.4剪砌体结吹构的非破昂损检测技框术检测砌放体抗压刃强度：扁顶法、原位轴禾压法检测砌体程工作应力春、弹性模误量：扁顶法检测砌体北抗剪强度戒：原位单肢剪法、原位单等砖双剪狐法检测砌蠢筑砂浆发强度：推出法、筒压桌法、砂拘浆片剪棋切法、回弹法、点荷陵法和射雀钉法、锐贯入法蓝。426.4姐砌体结兄构的非破彩损检测技船术6.4溪.1盼扁顶法办测定砌盲体抗压掀强度一、基存本原理采用扁式液东压千斤诱顶在墙体上盘进行抗压阴试验，检时测砌体的菜受压工作吵应力、弹罚性模量和匙抗压强度43二、试洞验装置2507皮或8轿皮砖44二、试验帮步骤实测墙体堪受压工作紫应力：测试开弦槽前角疤标距离：采用手躲持式应变器仪测量两灯角标初始榜距离3次，取平雀均值开槽:在砖墙内如开凿两条检间距7皮或8皮砖水平返灰缝，并蜡清理干净猫，再次测皂量开槽后咳两角标间删的距离，螺取3次平均值试验：在槽易内装入左扁顶，宿逐级加脾载，直胶至实测线变形值精达到开赌槽前的及读数，识此时加廉载系统争压力表迹显示的施压力就川是墙体描的受压副工作应坏力实测墙超内砌体具抗压强户度和弹控性模量妖：开槽:在砖墙内丘开凿两条早间距7皮或8皮砖水烛平灰缝柴，在槽计内装入羡扁顶试验：采用静断载试验加魄载制度得牺到砌体的津受压破坏配荷载45三、加黎载步骤（1）亚预加载坟：正式剪加载前狱，10探％的预也估破坏依荷载值矿；（2）正港式加载：汁每级荷载旬为预估破彻坏荷载的酒10％（吴1-1.监5min医加完），锅然后恒载题2min晓，（3）桥破坏荷后载：加智载至8搏0％的摘极限荷纤载时，旧持续加厉载，至糕槽间砌梯体破坏麦。极限轮状态—剪—槽间怠砌体裂缩慧缝加剧峡和增多滔，油压泉表指针泻回退。46四、测酱点布置（1）场测试部纺位宜选岛择墙体歌中部距离楼地民面1m左右高械度处，侍槽间砌陵体的墙升体宽度罢不应小帮于1.玩5m；（2）同毅一墙体，魔测点不宜幼多于1个位，且优先础选择中间纽奉部位；多济于1个时追，水平净赢距不得小汪于2.0烦m；（3）测纲试部位不混得选在挑查梁下，应眼力集中部片位以及墙钢梁的墙体负计算高度偏范围内；47五、数咱据处理（1）油胆压表读数浊确定荷载水值；（2）槽挠间砌体抗木压强度：——第i个测区第j个测点槽间砌体的抗压强度——第i个测区第j个测点槽间砌体的受压面积——第i个测区第j个测点槽间砌体的受压破坏荷载值48五、数据搁处理（3）槽伍间砌体抗都压强度换隔算成标准锹砌体的抗阀压强度：——第i测区砌体抗压强度平均值——测区测点数——第i个测区第j个测点标准砌体的抗压强度换算值——该测点上部墙体实测的压应力值——强度换算系数49五、数职据处理砌体强启度推定搏值：当测区数壶少于6时，取兔测区砌睛体抗压翻强度的寨最小值fm,min作为检测食单元的强位度标准值举。当测区数蜻不小于6时，按下卷式计算：当测试投结果变甜异系数载大于0.20时，应检冒查离散性母大的原因——同其一检测电单元的绿强度标短准方差——计算皆系数，按联测区数不瘦同查表506.4.象2原位班轴压法测淡定砌体抗杀压强度砂垫层扁式千值斤顶反力板拉杆原位压初力机测跨试工作配状态七皮砖和扁顶法基本原粥理完全五相同。挠采用平尤衡拉杆肆形成自平衡体惜系进行加载爆，对墙体踢其它部分蛛无影响516.4准.3踢原位单特砖双剪静法测定之砌体抗觉剪强度一、基注本原理采用专用年的原位剪切顶仪，在墙体开上对单块已顺砖进行赞剪切试验垄，检测砖再砌体沿通出缝截面的吨抗剪强度肾。526.4.荣3原位熊单砖双剪矿法测定砌都体抗剪强白度二、加载寻装置536.4席.4双回弹法遇测定砌俱体砂浆斩强度一、基本走原理采用专禽门的砂浆回弹解仪检测砖砌舱体内的砌白筑砂浆强暂度，基本服原理同砼哗。本方法章不适用于使推定高温洒、长期浸存水、化学况侵蚀和火利灾情况下泥的砂浆抗睁压强度。546.4.筐4回弹穷法测定砌姥体砂浆强楼度二、测位粱布置测试部位菜宜选在承圣重墙的可熔测面上，赖每个测位怕的面积宜大于0.3m刊²，测位数≥5个，每个众测位内均匀布置12个弹击点，测点间幼距≥20mm。测位顽、测点愤应处理页干净、庸平整。每检测效单元随刺机选择6个构件作趋为6个测区。当一个回检测单元长不足6个构件时坏，应将每况个构件均奥作为一个闪测区556.4.跟4回弹粪法测定砌抱体砂浆强灿度三、检测散技术测试：每个稳测点连续弹击3次，第1、2次不读伍数，仅记录第3次的回版弹值。测试辞时回弹钢仪应始线终处于立水平状啄态，其哄轴线应默垂直于懒砂浆表臭面。在每一筋测位内颠，选择1～3处灰缝，平用游标尺交和1％的酚酞糟试剂测量蹦砂浆的碳化深度，读数应贤精确至0.5蝇mm。566.4.期4回弹圈法测定砌乱体砂浆强血度三、数据叮处理回弹值：从每个袭测位的12个测点的乖回弹值中俩，分别剔炮除最大值报和最小值朝，按余下渔的10个回弹值息计算算术蔑平均值R。每个测青位的平均碳化表深度d：取该测手位各次测萄量的算术议平均值,精确至0.5荷mm。d>3m己m时，取3.0m彩m。576.4.划4回弹忘法测定砌淘体砂浆强厉度三、数男据处理砂浆强冲度换算覆值：根据该窜测位的平红均值和平惊均碳化深泥度值，计暖算第i测区第j个测位的滋砂浆强度绢换算值。586.4.贼4回弹银法测定砌裙体砂浆强元度三、数据铸处理砂浆强度近推定值：当测区数饱少于6时，取测幻玉区砂浆抗事压强度的怠最小值f2,min作为检宇测单元坛砂浆的拳抗压强蹄度。当测区数劲不小于6时，取f2,m和4/3f2,mi极n的较小值当测试结率果变异系夸数大于0.3起5时，应虎检查离绑散性大粱的原因596.4.禾5推馆出法测定便砌体砂浆