交通大学爱丽舍土木工程检测科技有限公司创业计划

AILISHE

爱乐舍土木工程

检测科技有限公司

商业计划书

“科技、品质、创新”

目录

1.执行摘要.....................................................................4

1.1商业计戈（1..............................................................................................................................................4

1.2产品与技术..............................................................6

1.3公司战略................................................................7

1.4市场分析................................................................7

1.5营销与销售策略.........................................................8

1.6投资分析................................................................8

1.7团队简介................................................................8

2.公司简介....................................................................10

2.1公司名称...............................................................10

2.2公司描述...............................................................10

2.3商务模型...............................................................11

2.4公司战略规划..........................................................13

旗开得胜

2.5创业团队................................................................15

3.1Surferstar无损检测技术概况............................................18

3.2技术原理..............................................................20

3.3主要技术：............................................................22

3.4产品创新内容..........................................................22

3.4仪器设备..............................................................27

3.5工程案例..............................................................31

4产业行业分析.................................................................35

41行业宏观环境分析（PEST分析）..........................................35

42行业市场细分分析.......................................................37

4.3行业发展前景...........................................................50

4.4.上下游议价能力分析...................................................55

5.市场分析.....................................................................57

5.1市场概况...............................................................57

5.2产品特性优势..........................................................60

5.3客户诉求与购买准则....................................................63

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旗开得胜

5.4产业购始行为分析....................................................64

5.5差异化策略的选择......................................................65

5.7SWOT分析与市场策略.................................................66

6.竞争分析...................................................................68

6.1行业竞争分析..........................................................68

6.2行业竞争结构..........................................................68

6.3新进入者分析..........................................................74

6.4寸品的威胁..........................................................77

6.5劣势与风险............................................................79

7.营销策略与计划.............................................................81

7.1销售对象..............................................................81

7.2下游产业..............................................................81

7.3销售渠道..............................................................81

7.4推广策略..............................................................86

7.2服务特色..............................................................88

8.公司经营与管理.............................................................89

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8.1公司的2匣只结构........................................................89

8.2部门职能...............................................................89

8.3公司运营计划..........................................................91

8.4公司人力资源规划......................................................93

9.投资和财务分析............................................................96

9.1投资分析..............................................................96

9.2财务分析.............................................................103

10.风险分析与规避...........................................................116

10.1技术风险............................................................116

10.2财务风险............................................................116

10.3管理风险............................................................117

附录1：专利证书..............................................................118

附录2:财务报表..............................................................128

以3

耳.6、

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1.执行摘要

1.1商业计划

企业名称：爱丽舍土木检测科技有限责任公司

核心技术：全波场高密度面波无损检测技术（surferstar技术）

本公司致力于为土木工程，尤其是隧道，桥梁，道路，地铁等提供高质量，高精度，无

损伤的检测服务，我们现在以团队型试运营，拟成立公司。

在土木工程中，检测分为有损和无损检测两种，有损检测即为通过开挖，打孔等手段对

建筑物内部进行探测，有损检测会破坏建筑结构，由于应力释放，即使时候修补，也会造成

不可逆的损伤。而无损检测则是通过一些物理性质来得到建筑物内部的破损空洞情况。目前

常用的无损检测手法有雷达，红外，超声波等，但这些技术均有一些不可克服的缺陷传统的

无损检测技术有着或多或少的缺陷。如雷达检测检测深度较低，不能碰到水和钢筋，这也局

限了它的发展，如果要穿过深度较厚的混凝土需要两台雷达设备做对穿，这对于隧道等岩土

和水下工程几乎不可能，尤其是钢筋混凝土的建筑中，雷达应用都比较慎重。超声波也有和

雷达类似的特性，因此检测范围有局限，而红外检测检测精度极低，它的检测前提是建筑物

均匀受热，通过红外镜看到建筑物的内部颜色来判断缺损，但是没有建筑物会均匀受热，因

此，红外的结果只可以用来预估。我们所使用的surferstar检测技术为一种新兴技术，该

技术为团队冯少孔工程师，车爱兰教授和日本高铁集团联合开发。surferstar检测技术克

服了现有技术的探测精度低，探测范围小的缺陷，目前最大检测深度可达100米，最大检

测精度可达毫米级，可以很骄傲的说，我们的无损检测技术走在了世界的最前端。

本团队利用建筑物表面波形传递遇到不同介质会发生反射和突变的特性,历经十余年研

究，集成开发出了目前世界上精度最高，最为先进的检测手段。检测原理如下：在检测一

二二4

可产、

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个建筑物时，我们会通过小量敲击给予一个激发波形，通过24道检波器回收返回波，然后

用团队的surferstar软件对波形进行分析，根据波形的突变和传播特性进行反演，最终得

到建筑物内部构造（该技术获得省部级科技进步奖2次，专利8项，自然科学基金支持2

次、

目前我们团队参与了数十项国内大型工程的检测，包括京沪高铁，南水北调等项目。传

统的无损检测技术有着或多或少的缺陷。如雷达检测检测深度较低，不能碰到水和钢筋，这

也局限了它的发展，如果要穿过深度较厚的混凝土需要两台雷达设备做对穿，这对于隧道等

岩土和水下工程几乎不可能，尤其是钢筋混凝土的建筑中，雷达应用都比较慎重。超声波也

有和雷达类似的特性，因此检测范围有局限，而红外检测检测精度极低，它的检测前提是建

筑物均匀受热，通过红外镜看到建筑物的内部颜色来判断缺损，但是没有建筑物会均匀受热,

因此，红外的结果只可以用来预估。而我们的面波检测技术克服了这些缺陷，目前最大检测

深度可达100米，最大检测精度可达毫米级。地基分析处理，建筑物砖墙破损分析，建筑

物注浆实时监测，地基承载力测试，大坝，市政工程内部裂纹等检测都是我们的应用范围，

可以很骄傲的说我们在无损检测这个领域上走在了世界最前端。

公司拥有领先的专利技术8项，软件著作权1项。公司的检修技术不但符合宏观环境

对于准确度、安全的需求，还能实现特殊工程的量身定做，具备极强的竞争优势。

公司初期会通过依托上海交大海洋科学院进行招标，免费承接抢险类工程，参展业内相

关展会等方式建立品牌和行业口碑，完善质量监控体系。后期不断改进技术，保证技术方面

的优势，并拓展市场，寻求与各地检测企业以及政府的合作，将全波场高密度面波无损检测

法产业化。公司的任务就是要成为土木工程无损检测行业的领先者，为中国可持续发展做出

贡献，为人类创造更多价值。

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1.2产品与技术

目前国内各项工程使用的检测手法，均为传统的有损检测，其对于建筑物本身的破坏已

经越来越成为突出问题，实施工艺的方式转型已经是大势所趋。而且中国正处于大规模城市

化进程中，各项基础设施建设，城市改造，重点项目的推进，都需要高效的检测技术。而目

前无损检测技术中红外和雷达都有过多的局限，准确率低，相比而言，surferstar检测技术

优势明显。Surferstar检测技术可以探测到表层到深层数十米的地基密实程度，早期应用于

日本的新干线检测上。直到近年来，课题组老师的带领下，我们开发了首款拥有自己知识产

权的surferstar面波检测技术，并致力于实现该技术的产业化，对于该技术拥有以下优势：

1）技术的独创性

该项目包含8项国家专利,1项软件著作权，依托上海交通大学等高校的科研实力，以

上海现有先进制造业为基地，我们开发出了高效准确的检测软件，是其他企业、公司无法达

到的技术壁垒，降低了我公司的商业风险及模仿性。

2）性能的优越性

Surferstar的实质为冲级影像法检测，该检测技术准确度高，检测过程简单。检测范围

广,能够做到目前市面上检测范围最广，最高效方法。而且从性价比来看，本项技术相对目

前主流的雷达，超声检测更为便宜。并且准确度提高了一个量级，所以大有发展前景。

3）工艺的先进性

无损检测是相对有有损检测而来的。有损检测即为打孔或者开挖检测，有损检测的技术

对建筑物本身有很大的伤害，尤其是对建筑物的强度和耐久性影响巨大。近些年无损检测技

术越来越得到大家的重视，然而市面上主流的无损检测技术均存在明显缺陷，如雷达和超声

波不能识别钢筋混凝土里的钢筋，红外的准确度差等特点，所以并不能得到直接应用。而

…6

可产、

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surferstar检测法可以穿透不同介质来检测建筑物，准确度提升了一个级别。

4）研发的延续性

现在我们的产品已经技术成熟，具备生产成品的能力。相关技术专利的申报已经完成，

已取得授权，并已试销售数款，将我公司产品逐步走入市场做好准备，另外，依托团队雄厚

科研实力和产业背景，这也为我们提供了后续研发的保障。

1.3公司战略

公司的发展将分为三个阶段。在第一阶段公司专注于技术的推广和影响力的提升，将承

接一些高难度的检测工程，逐步打开高端检测市场；在第二阶段公司专注于品牌建设,扩大

检测团队，成立不同项目组，专业负责桥梁，隧道，道路等不同方向的检测，并通过行业联

盟、展销会、事件营销迅速提升爱丽舍品牌影响力，扩大销量；在第三阶段公司将专注于新

技术开发、创新应用，以及通过整合产业链内相关资源，为客户提供完整解决方案。

1.4市场分析

无损检测技术应用广泛，需求量大。但由于市场上绝大多数生产厂商没有先进的检测技

术，一旦市场被开发，我们将有巨大的利润空间。

本公司产品处于产业链的上游，市场定位无损检测技术及硬件的提供厂家，以中等规模

的二次检测厂家作为主要的目标客户，并逐渐建立自身的检测团队.

从地理上讲，由于目前需要检测的工程多集中在经济较发达地区，该地区有较丰富的过

目标客户数量，再考虑到推广的成本，以及市场的需求，初期的目标定位于长江三角洲地区，

并逐步辐射到全中国。

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1.5营销与销售策略

快速进入并稳步发展国内检修行业的5~10强企业，后期视机会自己组建团队进入施工

市场。目前国内监测市场非常混乱，并没有严格标准，而我们检测技术的适用范围和精确度

远大于现有检测技术，在收费上也有巨大优势，我们希望一开始通过承接难度较大的检修工

程来打开市场。

本公司将主要进行自身品牌的塑造，并将建立体验中心，让客户亲眼看到我们的检测技

术和现有技术的对比，运用我们的产品的厂家提供技术展示的机会，同时进一步提升自身的

知名度和品牌形象，让更多商家了解和信任本公司。同时，我们将充分利用关系营销和各大

行业联盟渠道扩大销售。

1.6投资分析

我公司初期注册资本400万，静态投资回收期2.79年，动态投资回收期3.74年。NPV

为37.6万元（税后），IRR=78%。

1.7团队简介

我公司创业团队成员主要来自两方面，其一为上海交大的教授团队，以车爰兰，陈兵和

冯少孔老师为主，还有来自材料、管理、船建、商务英语等专业的高校毕业生，其中3位

同学有留学经历。从构成上看，我团队既有身为科研骨干的教授，有实际运营经验的资深业

内人士，也有各个学院的研究生精英人才；从专业技能来看，既有研发骨干、有丰富经验的

管理人员，也有营销和财务的专业人才，多为熟悉本公司各方面情况的复合型人才。同时本

公司还得到了中国工程院葛修润院士的全力支持，拥有强大的顾问团队。

本公司创业团队成员在不同领域经历过各种挑战，并取得可观成绩，从团队建立以来,

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可产、

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通过长时间的磨合和锻炼，我们已经培养了良好的默契度，建立起自己的团队精神，携手并

进，共同开创企业发展新局面。

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2.公司简介

2.1公司名称

爱丽舍土木检测科技有限责任公司

2.2公司描述

爱丽舍土木检测科技有限责任公司(以下简称"公司"，"我公司"，"本公司"或"我

们")是一家专注于研发、品牌经营的高科技无损检测企业。我们一直秉承"科技、品质、

创新”的经营理念，致力于打造有领先技术工艺、有先进营销模式、有创新市场应用，同时

有高度社会责任感、追求用户体验、适应市场变化的新型高科技公司。

本公司致力于土木工程损伤的检测技术的开发与推广为各种需要修复的工程提供高性

能，高准确度的检测手法，并且有效节约其成本。本公司的核心技术为全波场高密度面波检

测技术(surferstar)。本公司的技术参与了南水北调明河段的检修，我国北方第一条沉管

隧道海河隧道的时时注浆检测，深圳东申输水管道爆管检修等。

本公司将充分利用拥有自主知识产权的surferstar无损检测技术为土木工程进行专业

的检测服务，本公司充分利用中国巨大的行业需求，压低公司经营成本，降低现金流风险，

以此实现公司轻质化，提高公司扩张能力，充分享受专业分工带来的高效率。在发展较成熟

后，将应市场需求为客户提供工程检测的完整解决方案。

我们的创业团队由科研、管理、营销、运营和财务等方面的人才组成，并有更有上海交

大教授作为科研骨干加盟。创业团队的后续研发能力突出，成员各具特长，优势互补，复合

型人才多，并都具有一定的实践、工作经历，踏实肯干。同时本公司还获得知名行业和管理

专家组成的强大顾问团的大力支持。

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2.3商务模型

现在市场上的无损检测大多技术不成熟，还无法进行不同介质中的检测，如果检测钢筋

混凝土材质时，不得不使用开挖检测或是打孔检测，从而对建筑物本身造成巨大的伤害。众

多民用领域和市政领域的业主单位对于高质量的无损检测技术有着越来越大的需求，无法在

国内市场上得到满足，自身往往又不具备足够的研发能力。

本公司正是瞄准这一市场机会，为这些厂家提供surferstar无损检测技术，该技术通过

面波回弹时间分析，可以实现对建筑物内部密实程度，强度进行检测，该软件可以帮助其检

测地基，桥梁,古建筑，道路，地铁隧道等，并实现快速准确的注浆或其他形式的加固处理。

该检测技术兼容现有检测公司的硬件，将检测效果提升一个等级，甚至可以绘制精确到厘米

级的建筑物内部图像。

我们在公司发展过程中进行应用创新，将技术运用到附加值较高的产业中去，同时公司

将通过整合行业资源，面向市场为客户提供完整解决方案。

1）质量监控

本公司通过完善的质量检测及控制体系，保证服务质量优异。同时将制定行业质量标准，

藉此设立门槛（目前团队正在参与编写铁道部新版高铁检修规范）。

2）联合研发

本公司将与上海交通大学土木工程学院国家重点实验室进行联合开发，使技术保持领先

水平，并能随市场需要而进改良改进。

3创新应用

公））

可产、

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本公司在发展过程中，将技术创新与应用放在重要位置，尤其是在公司有了一定的资本

积累后将加大在创新应用上的投入，以保持公司活力及竞争力。

4）品牌建设

在初期建立起完善的质量监控体系，在行业内树立良好口碑，并在后期通过一系列营销

推广方案，树立自己高科技专家，以及有社会责任企业的良好形象，通过良好的Q建设，

帮助我们推广。同时公司将积极参加各大展览交易会，并积极参与行业论坛，保持与上下游

行业联盟沟通机制，以扩大公司知名度和影响力。

5）应用展示

由于本公司需要让社会以及其他潜在合作厂家了解本公司的技术也有一定的难度。本公

司将在发展期间推出产品应用展示的服务，通过在各工业园区举办应用产品的展示会来帮助

客户认知我们技术的先进性，同时让更多潜在客户看到我们公司产品的应用。

6）解决方案

在公司发展过程中，将逐步由服务型企业转为提供解决方案型企业。公司将通过前期的

积累以及在行业中逐步树立的品牌影响力，整合产业链相关资源包括：业主单位、检测公司、

检测技术提供者，为终端客户提供完整的解决方案。

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2.4公司战略规划

公司的发展将分为三个阶段。在初期公司专注于市场拓展；在发展期公司专注于大型工

程检修、品牌建设；在成熟期公司将专注于新技术开发与创新应用，提供疑难工程的解决方

案的模式占公司业务比重越来越大。

图2-2公司发展阶段重心示意图

第一阶段(2014-2015):承接小型检测工程,让客户了解技术并对此有信心。

具体任务：推广surferstar检测技术，建立良好客户关系，同时通过产品展示及行业

推广着手进行品牌建设。

营销目标：2014年项目额1000万，2015年项目额1500万

技术目标：提供优质服务、建立质量监控体系

第二阶段(2015-2017):专注于大型工程检修、品牌建设，品牌营销计划配合使

项目额迅速提升。逐步转型为专注于技术开发及提供解决方案型公司。

具体任务：扩大市场份额，打开无损检测的创新应用市场。同时通过举办及参与行业论

坛，加强与产业联盟纵深联系，配合工程范例事件营销，扩大销量并打造爱丽舍品牌。同时

依托品牌影响力，开始对产业链资源进行整合、对解决方案进行模式探索与实际经营。

以13

可产、

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营销目标：2015年项目额2500万，2016年项目额4000万

技术目标：专注于创新应用领域的技术开发，建立行业质量标准，解决新模式探索中遇

到的技术问题。

第三阶段（2017-）:公司在保持原有市场份额的同时积极开拓新市场。公司在业务

模式及经营方向上逐步转型，重点放在新技术开发与创新应用、提供完善的解决方案上。

具体任务：伺机抢占雷达检测、红外线检测市场，伺机开拓海外市场。同时积极完善解

决方案，并积极参与诸如政府公开招标，抗洪抢险等项目招标。

销售目标：保持国内市场份额，并开拓海外市场；解决方案的营业额逐步扩大。

技术目标：服从公司产业链渗透需要及解决方案的技术需求，尤其注重在工业领域的技

术创新。

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2.5创业团队

我公司创业团队由科研、管理、销售、运营和财务等方面的人才组成，并有上海交通大

学船舶海洋与建筑工程学院的大力支持。创业团队现有和后续研发能力突出，成员各具特长,

优势互补，复合型人才多，并都有一定的实践、工作经历，踏实肯干。

范岩旻一一总经理：负责人力资源调配

就读于上海交通大学土木工程（本科）

上海吉禾建筑设计有限公司结构设计师（实习）

上海普宏建筑有限责任公司经历助理

上海交通大学船舶海洋与建筑工程学生会主席

彭冬一一人力资源总监：负责公司日常事务和项目制定

就读于上海交通大学土木工程（本科）

国家专利"箱式浮体海浪发电机中的磁铁布阵方式"专利持有人

国家专"内藏钢桁架的钢筋混凝土梁”专利持有人

上海交通大学土木协会会长

第五届全国结构设计比赛一等奖

雷霁一一财务总监：负责公司日常财务，会计及出纳，提供运营决策信息。

就读于上海交通大学工商管理（本科）

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旗开得胜

美国加州大学伯克利分校交流生

中国平安资产管理有限公司人力资源部（实习）

中国中外运有限公司人力资源部（实习）

车爱兰一一运营总监：负责公司日常运营，开拓商业渠道，主理对外公关事务。

任职于上海交通大学船舶海洋和建筑工程学院副教授

无损检测技术业内专家

冯少孔一一技术总监：负责公司生产进度，监控生产流程，产品研发

就任职上海交通大学船舶海洋和建筑工程学院研究所

面波无损检测软件开发者

刘轩一一销售总监：负责制定销售方案

西门子E-car事业部市场部实习

生

柯惠医疗Covidien（世界500强）项目组长（实习）

TCL集团家电事业部市场部实习生

钟鹏飞一一市场总监：负责市场调研、开拓

就读于上海交通大学船舶海洋和建筑工程学院（本科）

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旗开得胜

顾问团队

公司董事、技术顾问：葛修润

中国工程院院士

60年以上土木等相关研究经验

是无损检测领域中国的权威学者之一

管理和运营顾问：肖国玉

上海联控投资董事长

汉邦集团董事长

上海交通大学，复旦大学，上海财经大学名誉教授

3.产品与技术

目前国内各项工程使用的检测手法，均为传统的有损检测，其对于建筑物本身的破坏已

经越来越成为突出问题，实施工艺的方式转型已经是大势所趋。而且中国正处于大规模城市

化进程中，各项基础设施建设，城市改造，重点项目的推进，都需要高效的检测技术。而目

前无损检测技术中红外和雷达都有过多的局限，准确率低，相比而言，surferstar检测技术

优势明显。Surferstar检测技术可以探测到表层到深层数十米的地基密实程度，早期应用于

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日本的新干线检测上。直到近年来，课题组老师的带领下，我们开发了首款拥有自己知识产

权的surferstar面波检测技术，并致力于实现该技术的产业化。Surferstar技术原理于医学

上的听诊器类似：当建筑物内部出现空洞时,在表面敲击会听到不同的声音，surferstar

技术即为定量的对这类回声和波形进行分析，通过繁衍和精密的检测仪器来得到建筑物内部

裂缝的形状，深度，大小甚至内部是否有填充物。

3.1Surferstar无损检测技术概况

Surferstar无损检测技术是基于弹性波、面波原理对土木工程进行检测的新技术，该技

术利用锤击或者地脉动所产生的波，通过检波器检测和收集的波形对建筑物结构，地基，基

础的强度,软弱层和裂痕进行检测。大致的原理是由于频率不同波的波长不同，而波长不同

的波在建筑物或地基基础中的传播深度不同，这样就通过不同波长的波将结构按照深度分

层，当结构疏松时，波的传播速度就慢，结构致密时，波的传播速度就快，从而对所检测的

结构进行深度方向的定量分析，又由于同时存在多个检波器收集数据，每个检波器下的数据

集合为一个深度和长度方向的云图，从而显示出所检测工程的结构强度，有无缺陷等信息。

分析过程为，激发波形一检测、收集波形一分析收集到的波形、绘出不同长度的波在结构

中的传播速度一由波在结构中的传播速度反演出所检测工程的结构、强度等。大致流程如

下。

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弹性波，面波的Sureferstar无损检测技术是当今世界上最先进的无损检测技术之一，

具有精度高，直观性强，适用性强，不影响施工等巨大优势。该技术最早应用于日本新干线

的无损检测，随着国内土木检测业的发展，该技术由本公司教授引入国内，并作了二次深度

开发。普通的检测手段主要是打孔检测，这种检测方法精度低，操作复杂，耽误施工。最重

要的是由于检测要在工程上打孔，本身就对工程造成不可恢复的破坏。因此无损检测和传统

的有损检测相比，有着巨大的优势，并逐渐成为检测行业的主流。雷达，超声波检测技术应

用范围小，精度差，很难直观地表现出工程结构的强度，有无裂缝等。而弹性波，面波分析

法由于波的全范围传波性，就不会存在这种问题。特别是我们公司所应用的Surferstar无损

检测软件，有效的利用最先进的最小二乘法和遗传算法作为反演分析的法则，将检测的精度

精确到厘米级，将工程结构用云图的形式直接表示出，这在世界上实属首例，得到了业界广

泛的认可并获得了业主的良好口碑。

由于波的传播具有全范围性，因此本公司的Surferstar无损检测技术具有很大的适用范

围。利用波在介质断面的反射和不同的波有不同的波长和传播范围，通过对波速的分析得到

工程的结构和强度。这种检测法不仅仅可以对建筑物结构的损伤进行检测，甚至对地基、基

础也可以做可靠地强度检测。目前该技术应用到多个国家级大型工程，均取得了良好的

检测结果。例如对松江照壁的检测，不仅检测出照壁古砖的各部分强度折减，还通过

对照壁周边土质的检测，得出照壁周边地基的不均匀性，从而对照壁的弓凸进行全面

分析，得出加固方案，仅从该工程实例可以看出本公司Surferstar无损检测技术应用

范围大，前景广。

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3.2技术原理

弹性波全波场速度测试法首先在介质的表面把多个3分量检波器等间隔地设置于

一条直线上。在该直线的延长线上用锤子击打或者采用回弹等现有设备激发介质表面

以产生弹性波，并用仪器记录经3分量检波器感知的弹性波，然后通过复杂的数据处

理就可以得到从介质表面到内部深处的速度分布。由于用3分量检波器记录的是包括

横波、纵波、面波等全波场成分，因此，该方法可以称为全波动场速度测试。

全波动场速度测试的数据分析方法有两种。第一种是波动场分离分析法，第二

种是全波动场同时分析法。

波动场分离分析法就是根据各种波的特点把P波、S波、瑞雷面波和勒夫面波分

离开来，各个击破。首先根据P波和S波的分离数据，采用传统方法可以分析P波和S

波的速度。这两个波一般都能量很弱，多数情况下数据质量不高，采用传统的分析方

法，其结果只能粗略把握表层的弹性波速度。由于波动场中瑞雷面波的能量最强，经

过波动场分离可以得到高质量的瑞雷面波数据。理论和实际测量都表明，瑞雷面波沿

介质表面传播时的穿透深度与面波的波长有关，其传播速度则主要由所穿透介质的横

波速度决定。在均匀介质中，瑞雷面波速度Vr与介质的横波速度Vs以及介质的泊松比

6之间有如下关系：

Vr=k-Vs,k=(0.87+1.126)/(1+6)

瑞雷面波的能量主要集中于半个波长的深度范围内，在一个波长的深度范围内则

集中了能量的90%以上。因此，某一波长的瑞雷面波的传播速度主要由从介质表面到

一个波长深度范围内的介质决定，高频面波，波长小，探测深度浅，低频面波，波长

大，探测深度则深。当我们用锤子击打岩石表面时所产生的是一个近似于脉冲的波形，

根据数学分析理论，一个近似于脉冲的波形可以分解为从低频到高频的一系列波动的

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可产、

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叠加。因此，通过对分解分析瑞雷面波中各种频率成分的传播速度，就可以推测介质

由浅到深的S波速度分布。

全波动场同时分析法也可以称为波形反演法。该方法首先建立所测介质的数学模

型，即把调直对象---介质划分成许多小的单元，假定每一个单元是均匀的，各单元

具有统一的纵波速度、横波速度和密度，然后通过数值模拟计算出与实际测量情况相

对应的位置的弹性波波形，通过对比计算波形和实际测量波形是否一至来修改模型，

当计算波形与实测波形之间的误差达到某一个事先设定的数值时，我们就认为这时的

模型就是所测介质的真实情况。

以上两种方法，各有长处和短处。波动场分离法相对说来直观简单，计算量少，

效率高，但是横向分辨率相对较低，适合于调查范围广，数据量大，介质横向变化小

的情况，而波形反演法横向分别率高，适合于弹性参数变化大的介质，但是计算量庞

大，效率低。

面波检测数据采集装置（已申请专利）检测现场

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3.3主要技术：

1）采用阵列弹性波法，通过多变量综合分析，从纵波速度、横波速度、瑞雷面

波的频散特性、全波场频谱变化等方面，快速准确地对混凝土结构质量进行检测，为

结构受损情况的评价和加固工作提供科学可靠的依据；

2）通过对各种波的发育丰度、反射、绕射及共鸣形象的分析，结合面波的频散

特性，在混凝土结构内钢筋密度大，探地雷达等手段不能穿透的情况下，探测约1-2m

深度范围内混凝土的劣化、剥离、围岩的松动以及是否形成了空洞；

3）通过宽带（数10~数kHz）频散曲线反演，直接给出深度约2m以内反应介质

刚性参数的横波速度分布，解决回弹仪和现有的各种弹性波速度法只能反映混凝土表

面裂化情况的缺点。

4）通过实验和对国内外研究数据的收集分析，建立弹性波速度与混凝土强度之

间的对应关系，进而利用这一关系，从横波速度分布，推测混凝土以及围岩地层的单

位体积强度这一工程参数，解决探地雷达等物探手段的探测结果难以直接用于工程设

计的难题；

5）通过对大型隧道等混凝土结构进行定期检测评价，有效地进行各种灾害预测。

3.4产品创新内容

1.传统的弹性波速度测试法及其存在的问题

弹性波速度在岩石工程学中有着广泛的应用。特别是根据岩石的弹性波速度划分

岩石等级以及把握岩体内部构造，以其客观性和明确的物理基础受到重视。对于无法

进行对穿测试的大型岩体，传统的做法是把岩体看作各向同性的均匀体，用锤子击打

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可产、

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岩石表面，同时在离开击打点一定距离的地方用传感器（通常称为检波器）感知由击

打产生的弹性波，并按直线路径根据检波点离击打点的距离和波的到达时间计算弹性

波速度。这个方法虽然简单易行，但是存在以下问题：

所测试的是岩石的纵波（P波）速度，而在评价岩石强度方面横波（s波）速度的

分辨率和精度更高。与P波相比较，s波速度与介质刚性系数之间关系简单，只要已知

岩石的密度，就可根据Vs2=G/D（Vs:S波速度，G:刚性系数，D:密度）求出

岩石的刚性系数进而推测岩石的抗压强度。虽然从原理上也可以用类似P波的方法测

量S波速度，但是激发方法复杂，测量效率低。

如图-1所示，无论是自然岩石表面还是开挖岩石的表面都存在一个疏松层。对于

自然岩石面来说，这个层是由于长期风化形成的；对于新开挖的岩石面来说，这个层

是由于在开挖过程中机械式破坏形成的微型裂缝层。由于这个层的波速低于新鲜岩石

的波速，当岩石表面存在这样一个层时，弹性波在层的底面就会产生折射。如图所示，

当检波器处于折射波出现之前时，接收到的是疏松层内的直达波，如果检波器位于折

射波出现范围，那首先到达的是折射波，但是，无论那种情况，求得的波速都不代表

新鲜岩石的波速。

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图-1传统的弹性波速度测试法

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1V、

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2.弹性波全波场速度测试法及其特点

(1)弹性波的分类

在传统的弹性波速度测试法中我们提到用锤子击打岩石表面能够产生纵波。根据

弹性理论，实际情况要复杂的多。当我们击打岩石表面时，除了产生纵波和横波外，

还产生表面波，而表面波又包括瑞雷面波和勒夫面波，如图-2所示。其中，纵波介质

质点的振动方向与传播方向一致，传播速度最快，发生振动后会首先到达观测点，所

以又叫P波(PrimaryWave),而横波介质质点的振动方向与传播方向垂直，传播速

度较慢，在纵波之后到达，所以又叫S波(SecondaryWave\纵波和横波都是从震

源呈放射状向外在介质中传播，又被统称为体波。除体波外，还存在一类波，他们只

沿介质的表面传播，这就是表面波，又称为面波。最常见的有瑞雷面波和勒夫面波。

其中瑞雷面波介质质点的振动轨迹为一椭圆，而勒夫面波介质质点的振动与传播方向

垂直且平行于介质表面。基于瑞雷面波和勒夫面波的质点振动轨迹，瑞雷面波有垂直

和水平两种成分，勒夫面波则只有水平成分而无垂直成分，而且瑞雷面波的水平成分

和勒夫面波的水平成分的质点振动方向垂直。根据计算，当我们用重物打击介质表面

时，所激发的波中瑞雷面波最强，约占波动总能量的60%以上，其次是横波，纵波的

能量最弱。

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图-2全弹性波场的构成

(2)全波场速度测试法的原理和方法

弹性波全波场速度测试法的原理和方法如图-3所示。首先在岩石的表面把多个3

份量检波器等间隔地设置于一条直线上。在该直线的延长线上用锤子击打岩石表面以

产生弹性波，并用仪器记录经3分量检波器感知的弹性波，然后通过复杂的数据处理

就可以得到从岩石表面到内部深处的速度分布。由于用3分量检波器记录的是拨动场

的所有成分，因此，该方法可以称为全波动场速度测试。