超声法检测混凝土缺陷

超声法检测混凝土缺陷一、概述混凝土缺陷：内部不密实或空洞，外部蜂窝麻面、裂缝或损伤层检测目的：查明混凝土缺陷的性质、范围及尺寸检测方法：机械波法：超声脉冲波、冲击脉冲波、声发射穿透幅射法：x射线、γ射线、中子流一、概述超声法定义指采用带波形显示的低频超声波检测仪和频率为20～250kHz的声波换能器，测量混凝土的声速、波幅和主频等声学参数，并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝土缺陷的方法在混凝土检测中的应用非破损检测混凝土内部的空洞、离析检测混凝土裂缝的深度检测混凝土接触面的结合质量检测混凝土表面的损伤层厚度二、超声法检测的基本原理（一）基本原理利用脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波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。核（注：技级术条件相同同：指混访凝土的原森材料、配努合比、龄寄期和测试筝距离一致选）木（二）声询学参数煤1.趣声速漏弹性模棚量虹↑失,禾孔隙黄率片↓游,开密实钻度以↑需,间声歪速规↑户强匀度伯↑农，声尺速咳↑蜜混凝土内书部有缺陷皱(贺孔洞、蜂加窝月)昆，声吸速府↘粉超声波穿或过裂缝传状播，声溉速悲↘款声速可以趣反映混凝鄙土的性能帮与内部情赛况便2.们振幅麦指首波，泊即第一个附波前半周抢的幅值，诸反映了接扬收到声波草的强弱窗强意度斑↑芹，振炼幅停↑播内部有缺睡陷、裂缝僚，振纽幅愿↓绕振幅与仪稻器性能、竿耦合状况呀、测距大米小均有关乏系，没有魔统一的度邪量标准，成目前只作稍为同条件吧（同一仪煌器、同一冬状态、同搂一测距）肥下相对比乌较用无3.撕频率命超声波检厉测中，电耗脉冲激发怖出的声脉刺冲信号是陕复频超声吸脉冲波，锐包含了一普系列不同菌频率成分胞测距越远颂，高频成彩分衰减越修多雀混凝土内梨部缺陷及蠢裂缝使主干频下降仇频率与仪两器性能、忧耦合状况器、测距大辛小均有关端系，没有邻统一的度糕量标准，奔目前只作陶为同条件戒(邻同一仪器舟、同一状泪态、同一性测距花)虎下相对比衔较用茎各频率成培分通过频驶谱分析取箭得（滩FFT邪）始4.齐波形委显示屏上性显示的接效收波波形烈直达波、慌反射波、兵绕射波、葵纵波、横邮波、表面羊波等的综恰合反映站波形分析居常集中于况波前部的喷纵波桂目前对波甘形的研究课只能作一折般的观察嗓、记录赤5.拼声速的测帽量方法幕v=l/嘱t,l犹为测距，构t惊为声时雕对测时，求钢卷尺测酱量袖T快、粘R程间距离钢平测时，痕钢卷尺测任量页T惰、摇R迷间净距离游标测读蝴自动关门秋,金适用于信拴号较强时桑测量顺计算机自俱动寻找佩5.3惕零读数值t斑0混的标定方专法责仪器显示缎时间叠t洞1爬包含超声元波在被测发物体中传拴播时间斤t粱、延迟时僚间（电延诱迟、电声亮转换、声慰延迟）股t声0返，切t=t窄1届-t激0尘直接相对月法，适用叛于作为精瓣度要求不厦高或测距岩较大情况丧下，夹心玩式谣换能器的秆t裁0博标定精长短测距碌法，适用铺各类平面访换能器汁t耀0蓝标定标准棒法延6.亮振幅的测欧量方法累直读法：杜固定发射图电压、衰三减器刻度爸及增益值争，直接读慕取首波波夏谷（峰）故距水平刻煎线的高度绩衰减器法蜂：固定发夫射电压、施增益刻度问，将首波木高度衰减筹至某预定醋高度，此宇时从衰减穷器读得的涛dB拒值即为首办波幅度的滚指标夕7.按频率的测米量方法损测量周期普法跳f=1/氧4(t景2追-t薪1诸)脂厨=1/2凝(t自3放-t帐2蔑)滔茫=1/(椒t跌4坚-t枕2良)拖一般取前匀一、二个蔑周期的波笋形逝三、超声盟波法检测脊混凝土缺枝陷脸（一）混猫凝土裂缝尊深度检测伞1.佳平测法盏1.1悲适用范围你只有一个盲表面可供族超声检测精裂缝深度迫不大于握500m哭m今1.2售检测步骤娃：葛第一步，毒不跨缝声判时测量：愁将饶T见和援R胶置于裂缝遗同一侧，攻以两个换牌能器内边傍缘距离渴l旱i等’刊为奔100纵、贝150曲、渐200m慢m迎…苦，分别读岸取声时值堵t阁i验，绘制产“洲时窗-晕距彩”愤坐标图，借或用回归铃分析求出珍：调l录i画’士=a+b薄t砖i闭，则每测需点超声波情实际传播踪距离：膜l垒i朗=l肺i疫’恼+|a|象，得出超解声波传播店速度：摇芬v=闻(l嫁n辱’肿-l状1浅’罪)/(t咬n缓-t绣1漂)工或订v=b渡第二步，膏跨缝声时荷测量：将复T留和犯R光置于裂缝基对称的两份侧，愤l今i贵’行取钞100辟、屋150竟、般200m棉m嫁…才，分别读货取声时值量t版ci抱，同时观出测首波相阻位的变化纱第三步，芽计算：裂驶缝深度按盈下式计算榴1.3炊裂缝深度冻的确定文跨缝测量朱中，当在用某测距发文现首波反卷相时，取站该测距及嘉两个相邻骄测距的裂单缝深度平凑均值挣无反相，举则将剔除想l辉i羡’虾<m弄hc圈和恢l鸣i本’冠>3m碧hc尼数据，取酷余下的餐h腐ci奶的平均值爸当有钢筋莫穿过裂缝缩时，换能月器须离开准钢筋一定颈距离或将尽T匠、榜R琴连线与钢谎筋轴线形糟成一定角团度（树40表～柔50°星）榨裂缝中不嘱得有水或益泥浆充填施2.挤斜测法还2.1排适用范围猛结构裂缝蜘部位有一姜对相互平纤行的表面概时，优先模选用敬2.2丝测量方法旧保持跨T醋、露R射换能器连誉线的距离虫相等、倾挖斜角一致煌，进行过住缝与不过案缝检测，滨分别读取晃相应的声暗时、波幅泡和频率值蹦。妻T伪、戴R逼连线通过涉裂缝时的盗波幅与频较率比不过俱缝测点比贿较，存在禁显著差异弃3.客钻孔测法芦3.1棚适用范围匹大体积混煌凝土，裂宗缝深度大子于汗500m寒m猎被测混凝谣土允许在软裂缝两侧驾钻测试孔蹄3.2蓬钻孔要求责孔径大于帜换能器直删径炮5务～宿10mm暗测孔深度颠应大于裂闷缝深度木600住～宣800m箭m悟对应的两偶个测孔应袍始终位于贿裂缝两侧歼，且平行柱对应测孔饰间距宜锄2m逃左右，同辣一结构各防对应测孔很的间距应必相同杨孔中粉末睡碎屑应清雀理干净弟横向测孔第的轴线应为具在一定摘的倾斜角哨宜在裂缝届一侧多钻滥一个孔距雾相同但较膜浅的孔芳3.3犁测试方法汗测试孔注胸满清水，维将届T悦、觉R斤置于裂缝滨同侧的答B颜、呆C押孔中探以蚕200燕～软300m努m代的相同步积距向下移塞动错T盘、逐R储，并读取欺相应的声味时与波幅健值是将某T仅、遭R轮置于裂缝塞两侧对应菜的糊A题、灯B罪测孔中，凳同步向下纠移动，逐县点读取声啦时、波幅秆和换能器趣所处深度甩3.4雷裂缝深度闷判定丹主要以波朱幅测值作鲜为判据剩绘制深度假-袭波幅坐标忍图谢波幅最大值并基本保漆持稳定位芦置即对应笔裂缝深度怀3.5轿裂缝末端昌位置的判杯定庭采用斜测第法打当两个换渴能器的连凉线超过裂振缝末端后霜，波幅测浇值保持最傍大值，判溜定测线瑞AB循、爷CD剪的位置通呈过裂缝的贸末端店AB客、刻CD担两条测线辉的连线交弹点便是裂尝缝的末端兰位置卫（二）混影凝土不密皂实区和空百洞检测絮1.叔测试方法覆1.1捕平面对测震结构被测凑部位有两密对互相平拘行表面腔在测区的字两对平行锡表面上，浅画奸100范～颈300m尚m途网格并逐揪点编号速1.2今平面斜测抹被测部位燕只在一对喉平行表面眠可供测试榆，或被测断部位处于眉结构的特半殊位置纠1.3器钻孔测法址适用于大贵体积混凝议土畏钻一个或启多个平行锡于侧面的静测孔，直筝径容38恨～听45mm方，孔深根信据测试要黑求确定刑2.树不密实区躁和空洞的幼判定备基本原理眼：超声波写遇不密实跌区或空洞摔时，其测垂得的声时抢、振幅、纱频率必将纪与正常混容凝土有差攀别雀异常值的腰判别方法疏：根据概体率统计理遗论确定，截即置信范纺围（抵m魂x雨±哭λ淘1彻·S私x抖)继以外的观克测值为异份常值，同烟时应避免狸观测失误虎造成数据戚异常（检逆查表面是袄否平整、跳干净或是度否存在别涂的干扰因膨素，必要怪时加密测森点重复测亲试）此2.1吊混凝土声冠学参数的趟统计计算粱2.2重异常值的切判别拾当测区各小测点的测台距相同时盲，可直接罪用声时进功行统计判敏断。将各号测点声时葵值句t引i吓按大小顺追序排列，层t游1持≤宣t轰2巧≤贫t念3泳…信t超n疾，视排在药后面明显洗偏大的声舞时为可疑使值，将可律疑值中最暂小的一个共数同其前勾面的声时熊值进行平丽均值（弦m证t寇）和标准徒差（来S漠t丽）的统炊计市箭明桥以穴x件0防=休m肚t涉+昌λ辛1域·S线t泥为异常值刚的临界值待，劲当参与统笋计的可疑坦值关t收n丰≥追x生0浅时，则耀t症n爽及排列于倚其后的声袋时值为异剪常值，再袖将仪t裹1齐~t裂n-1镇进行统计窝判断，直宫至判不出菜异常值为基止。若繁t吊n娇<x巨0剖时，再将详t敲n+1草放进去统盯计和判别蝶，其余类唐推吸用声速、柏波幅或频占率进行统兔计判断。凤将测区各薄测点的声捏速、波幅大或主频值队按大小顺端序排列，阴x约1虽≥扑x戒2穗≥时x势3泡…皱x终n链，视排在太后面明显它小的数为宪可疑值，思将可疑值娃中最大的穴一个数同太其前面的洋数进行平鲜均值（棚m栋x郊）和标准煤差（盆S诚x伶）的统计汤。恩廉红以苏X硬0段=榆m降x侄-象λ晃1积·S催x碗为异常值举的临界值甲,凶当参与统膛计的可疑重值酒x来n捡≤残X形0忧时，则船x械n甘及排列于障其后的数城均为异常熔值，再将逗x携1技~x冻n-1负进行统计饶判断，直肆至判不出镰异常值为鸭止。若寻x偿n机>X捎0更时，再将馋x海n+1蚂放进去统叛计和判别阻，其余类杰推捐相邻测点北异常的临踩界值，按号下式进行史统计判断堆。榆X寻0伯=插m承x绩-鱼λ者2播·S街x射或元X趴0颤=根m吼x榨-尊λ君3参·S习x似λ制1招、屋λ悼2烫、捕λ历3刚与测点数妹量有关，恶查规范表测可得。矮2.3洞不密实混足凝土和空核洞范围的怜判定益根据异常供测点的分忙布及波形董状况判定纸混凝土内极部存在不浆密实区和名空洞的范锋围疫注意：波否幅测量值付虽然对缺昼陷的反映鸭很敏感，箭但由于受复声耦合状曾态的影响堪较大，容拔易产生误延判和漏判趋3.许混凝土内呢部空洞尺爷寸的估算己3.1搏设空洞位贷于发射和碎接收换能唯器的正中王央窝适用于只惩有一对可敬供测试的物表面时，贪按下式估桐算空洞半铜径：金3.2葱设空洞位歼于发射和赌接收换能抖器连线的裂任意位置贯适用于有碎两对可供绩测试的表婚面时。设师X=(t笛h厚-t命m痕)/t挖m狸，庭Y=l萝h嘉/l晃，扰Z=r/碰l壁，则可根挤据银X亡、川Y俩值，由表楼C.0.泰1炎查得焰Z袋值，再计缴算空洞的丧大致半径注r棋（三）混辨凝土结合兔面质量检这测午1.姓测试方法刚有对测法没和斜测法瓜两种，测冈点布置要覆求：范使测试范浮围覆盖全佳部结合面逝或有怀疑坝的部位诵各对换能腿器连线应倦采用穿过壶和不穿过餐结合面布愤置箱2.悼数据处理伶及判定圣测点数足我够，仍用哨统计方法峰判定监测点数不跨足，或数铃据较离散争，可用通持过结合面她的声速、残波幅值与拥不通过结减合面的声捐速、波幅胸值比较，汇显著低者销，可判为低异常测点闯被判为异棚常值的测附点，查明受无其他原锐因影响时凡，可判定伏这些部位杜的新老混虽凝土结合克不良凑（四）表突层损伤层围检测克1.权测试原理乓当拳T织、梁R塔换能器间踢距较近时鉴，脉冲波粗首先沿损笋伤层到达舍R两，此时测访得的为损于伤层混凝牙土声速。贪当需T王、踩R减换能器间挤距较大时破，脉冲波挤透过损伤猫层沿未损岔伤层到达巨R横，此时测子得的为未亡损伤层混卷凝土声速洽。必有一席测距碍l苗0疾，脉冲波亏穿过损伤校层与未损公伤层到达咱R道的时间相酸同。据此商建立方程经求得禽h惩f趴2.供测试方法性T鼠耦合好保杰持不动，痕然后将江R拴依次耦合妙在间距为汽30mm触的测点博1荷、慈2来、宏3饮、用…均位置上，律读取相应刚的声时值划t插1没、抄t额2抛、沉t兄3溉、闲…关，并测量办每次师T宴、酿R乱内边缘之胳间的距离夹l症1劈、戏l芒2威、盟l池3完、裤…依，每一测仗位的测点黎数不得少处于葵6类点，当损村伤层较厚辜或不均匀吩时，应增调加测点数亭量们3.刑损伤层厚苹度的判定球用各测点躺的声时值具和相应的斤测距绘制视“牵时风-蹈距萌”核坐标图，薪转折点前拖后分别代息表损伤和四未损伤混丈凝土的圾l筝和桌t残相关直线给建立回归琴直线方程宏损伤层厚完度的计算罚（五）超兰声法检测资混凝土缺洒陷的主要壤影响因素歇1.拨耦合状态狸的影响测面平整丰耦合剂厚项度均一毛无泥砂粘允附库2.健钢筋喊换能器离伸开钢筋一条定距离或网与钢筋轴汽线形成一则定夹角毙3.努水分浊力求混凝启土处于干责燥状态，售缺陷内的饲空气不能拔被水充填炮四、味超声波检涉测的仪器荐设备破（一）超奥声波检测妙仪的技术争要求擦1.岭分类观模拟式，替由时域波遇形信号测姑读声学参糟数。如颜CTS-吧25崭、旅SYC-基2夹等想数字式，洪接收信号读转化为离逼散数字量承，具有采喷集、储存枪数字信号爷、测读声命学参数和邮对数字信批号处理的闸智能化功鞠能。如种RS局型超声仪看、迷SY预型超声仪柿2.表技术要求夸具有波形会清晰，显蜡示稳定的绕示波装置齿声时最小奔分度为较0.1朱μ起s取具有最小炮分度为庭1dB灾的衰减系炕统酬仪器应具扬有良好的搁稳定性竞接收放大妙器频响品10艳～柳500k张Hz砍，总增益汽不小于嫂80dB些，接收灵潜敏度恩(台S/N=征3/1)话不大于拐50捷μ苍V计电源电压鱼波动范围或在标称值猫±10%具的情况下忠能正常工密作浙连续正常禾工作时间裙不少于楚4h酒（二）换牵能器的技锋术要求遗1.宴分类决厚度振动际方式什径向振动壤方式锄2.充技术要求撕频率选择氏：厚度振罪动方式驱----妙20均～全250k耗Hz狮径向振动搭方式习----控20块～手60k