无损检测技术 课件 1.4裂缝深度检测

无损检测技术裂缝深度检测CONTENTS认识混凝土结构裂缝裂缝的危害一二目录二三二裂缝检测方法及原理二四相位反转法检测裂缝深度一、认识混凝土结构裂缝一、混凝土裂缝成因及种类裂缝是钢筋混凝土结构中常见的、较难避免的现象。常见的裂缝有：1.结构性裂缝：是指混凝土实体出现长度较长、宽度较宽、面积较大、影响结构安全的裂缝其产生的原因主要有:(1)设计原因引起的裂缝,如计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。

(2)施工原因引起的裂缝,如模板支护不当在构件中产生的裂缝。

(3)使用原因引起的裂缝,如火灾等事故引起的裂缝。

2.非结构性裂缝

非结构性裂缝是由各种变形变化引起的裂缝。非结构性裂缝混凝土实体裂缝中占了绝大多数,约为80%,主要种类有：

(1)收缩裂缝。收缩裂缝是由湿度变化引起的,它是混凝土非结构性裂缝中的主要部分根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同,工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝降、收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类。此外还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。(2)温度裂缝。混凝土受温度变化产生热胀冷缩,材料内部应力分布不均匀、温度应力超过混凝土的抗拉强度时而产生的裂缝。这种裂缝在大体积混凝土中较为常见。

(3)沉降裂缝。地基基础承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大,导致地基产生不均匀沉降产生裂缝。

3.裂缝形状分类

(1)纵向裂缝。多数平行于混凝土构件底面,顺筋分布,主要是由钢筋锈蚀作用引起的。

(2)横向裂缝。垂直于构件底面,主要是由荷载作用、温差作用引起的。

(3)剪切裂缝。主要是由于竖向荷载或振动位移引起的。

(4)斜向裂缝。八字形或倒八字形裂缝。常见于混凝土墙体和混凝土梁,主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起。

(5)X形裂缝。常见于框架梁、柱的端头以及墙面上,由于瞬间的机械撞击作用或者振动荷载作用引起3.裂缝形状分类

(6)各种不规则裂缝。如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝及不规则形状裂缝,此种裂缝中间宽并且贯通,两头深度较浅,多发生于混凝土楼板。此外,还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝,现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等。二、裂缝的危害二、混凝土裂缝成因及种类案例：桥梁质量问题三、裂缝检测方法及原理裂缝检测方法对混凝土裂缝检测,通常检测“三度、一向、力大小”。“三度”指长度、宽度、深度;“一向”指裂缝发展方向;“力大小”指引起裂缝的应力大小。1.裂缝宽度测试方法：读数显微镜、塞尺塞尺：用印刷有不同宽度线条的裂缝标准宽度板(裂缝卡)与裂缝对比测量;或用组具有不同标准厚度的塞尺进行试插对比,刚好插入裂缝的塞尺厚度,即裂缝宽度。此法较简便,能满足一定要求。读数显微镜。裂缝宽度的量测常用读数显微镜,它是由光学透镜与游标刻度等组成的复合仪器。其最小刻度值要求不大于0.05mm。

3.裂缝深度检测法裂缝深度检测法按混凝土实体的影响分为无损和有损检测两大类。其中无损检测方法可基于相位、传播时间或者能量衰减。(1)相位反转法当激发的弹性波(包括声波超声波)信号在混凝土内传播,穿过裂缝时在裂缝端点处产生衍射,其衍射角与裂缝深度具有一定的几何关系。相位反转法正是根据衍射角与裂缝深度的几何关系,来对裂缝深度进行快速测试。将激振点与接收点沿裂缝对称配置,从近到远逐步移动当激振点与裂缝的距离与裂缝深度相近时,接收信号的初始相位会发生反转,如图所示。

相位反转法原理该方法只需移动冲击锤或换能器,确定首波相位反转临界点,就可确定混凝土的裂缝深度。与其他混凝土裂缝深度检测方法相比,相位反转法具有无须通过公式计算、简单直观的特点,有较高的实用价值。(2)传播时间差法该方法适合测试混凝土结构物中的开口裂缝。其测试原理是激励产生的弹性波遇到裂缝时,波被直接隔断,并在裂缝端部衍射通过。该方法通过测试波在有裂缝位置和没有裂缝健全部位传播的时间差来推定裂缝深度,如图3-42所示。裂缝深度越大,传播时间差也越长。传播时间差法又可以分为平测法和斜测法。(3)面波法图超声波斜测法示意图面波法是采用R波(面波的一种)的衰减特性,来测试混凝土构造物中的裂缝深度。该方法测试范围大,受充填物、钢筋、水分的影响小,特别适合测试较深的裂缝。①面波法基本原理。R波是由于P波和S波在媒体边界面上相互作用而形成,其传播速比些占探测型缝深度测试效果较理想。面波法传播特性裂缝深度测试示意图四、相位反转法检测裂缝深度（一）测试原理利用冲击弹性波在混凝土内传播,穿过裂缝时,在裂缝端点处产生衍射,根据其衍射角与裂缝深度之间的几何关系造成接收冲击弹性波信号的初始相位变化来测定混凝土裂缝深度。

二、仪器设备击振锤三、测点布置在进行数据采集之前，需对被测构件表面进行处理(如清除表面浮浆等)，然后进行测点、测线布

置及描画;垂直于裂缝在裂缝两边对称各布置一条测线，一条作激振用，一条作受信用;确定起

始测点后，依次从距裂缝由近到远的沿测线等距布置测点。测量构件壁厚、起始测点距裂缝距离及测点间距，将相关信息填入检测记录表中。画测线布测点实际测试时测点间隔距离，需根据构件大小适当调整间距，测点起始点距裂缝距离及测线间距可

根据实际情况选择，但原则上间距越小，测试精度越高。四、设备连接链接传感器连接主机连接平板电脑注意项:主机信号线与仪器主机连