DB21T 3215-2019 水运工程混凝土结构冲击弹性波法检测技术规程

DB21Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineeringbyimpactechometh辽宁省市场监督I管理局发布TechnicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportenginebyimpactechomethI 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 5 5 6 6 8 本规程参编单位：大连理工现代工程检测有限公司、中交天津港湾工程研究院有限本标准发布实施后，任何单位和个人如有问题和意见建议，均可以通过来电和来函等方式进1水运工程混凝土结构冲击弹性波法检测技术规程纵波在半无限固体介质中传播时的速度，进行构件截面形状系数DB21/T3215-20192）；CR——混凝土面波波速。4冲击弹性波检测仪4.1技术要求4.1.3冲击弹性波检测仪应符合下列要求：32）接收传感器为能测量表面振动的高性能宽频带接收传感器，可以采用位移传感器或6）采集及分析软件应可实时显示每次冲击时传感器的输出信号，包括相对4.2校准及保养4.2.2冲击弹性波检测仪有下列情况之一时，应进行检定\校准后使用：5.1.2调查、收集的资料宜包含但不限于下列内容：3）混凝土原材料品种和规格、混凝土配合比、混凝土浇筑和养护情况、混凝土设计强4）被测结构或构件其他检测资料；5.1.3检测方案宜包含但不限于下列内容：DB21/T3215-201945.1.6检测时，传感器轴线应垂直于混凝土表面并与混凝土表面间处于良好的耦合状态。5.1.9冲击器的选取应参考下表执行：>60>155.1.10检测时接收的波形应为有效测试波形，5.2.1混凝土结构构件厚度检测的抽查数量和抽检部位应符合下列要求：2）测点位置应根据结构重要程度选择在具有代表性的部位；5.2.3混凝土构件厚度应按下列方法确定：差），振幅谱图中构件厚度对应的主频峰值（f)为各测点有效主频峰值的），Vf——振幅谱图中构件厚度对应的主频峰值（Hz）。5.2.4混凝土厚度结果判定应符合下列规定：检测的厚度平均值应不小于设计厚度，检测的厚度55.3.1测区大小应不小于预估缺陷的区域；测点宜按网格状布置，间距不宜大4）对采集的波形进行频谱分析，当所得的振幅谱无明显峰值时，应查明原因或重新选1）应对振幅谱中各峰值进行分析，给出缺陷振幅值所对应的频率值f；f——缺陷振幅峰值所对应的频率值（Hz5.4.1测点布置应符合下列要求：1）1采用“一发双收”测试方式。接收点应跨缝等距离布置，冲击点与一接于裂缝同侧。各点应处在同一直线上，并与裂DB21/T3215-2019h——裂缝深度；d——冲击点与传感器的距离；λ——传感器与裂缝的距离λ值可按下式估算：λ=2tcCR（公式5.4.2-1）），h=-ζλln（公式5.4.2-2）ζ——常数，宜通过标定得出；5.4.3裂缝深度检测结果h应不大于1.3倍面波波长λ,否则应更换冲击器的型号重新测试。5.5.3测试混凝土结合面质量时，测试面宜平行于结合面。6.1检测原始记录宜按本规程附录C填字、检测日期等。当检测中出现可疑现象时，应标注于6.2报告编制方式参照《公路水运试验检测数据报告编制导则》JT/T4）检测规程，检测项目和数量，检测方法；677）检测结果，包括整理后的数据和图表及需要说明DB21/T3215-20198b）用接收传感器在平整混凝土表面进行检测，观察数据采集系统中时域图和振幅谱图频域曲线图中主频率峰值f；Vp=2Hf（公式A.0.2）），），f——频域曲线图中主频率峰值（Hz），精确至0.1Hz。A.3当构件所测区域厚度不能量测或不便获取构件所测区域厚度时，采用两个接收传感器a）按图A.3将冲击弹性波检测仪的两个接收传感器置于结b）安装好仪器，检查获取的波形。如果从两个传感器获取的波形都有效，则存储以便c）数据采集系统屏幕上应在同一时间坐标中显示从两个传感器分别接收到的两段时域d）确定纵波平直段的时间。在时间坐标上分别读取并记录第一个和第二个传感器接收9Δt——两个接收装置所接收到信号的时间差(μsK——截面形状系数，对于板（混凝土板、墙等），可取0.96，f）每次测试选取一个测点，每个测点应通过改变采样时间间隔重复进行两次测试，当行第三次测试，直至测得的传播时间数值相近为DB21/T3215-2019），a波形不显示周期性振荡b振幅谱参数信号量程：mv；采样频率=kHz；采样点数=点；触发延时：…Hfvp构件的混凝土P波波速值（m/s）:…121212Lkvp构件的混凝土P波波速值（m/s）:DB21/T3215-2019参数检测部位（测区、测点/测线）分布示意图4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用________________________________DB21/T3215-2019Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineeringbyimpac 1.1本条阐述了本规程的编制目的，冲击弹性波法检测混凝土结构构被缺陷表面或构件底面反射回来，通过对反射波的分析进行判断和检测。冲击弹性波主要依靠1.3本条阐述了本规程与其他相关标准的关系。应遵守协调一致、互本节所列出的术语一般为其在本规程中出现时，从冲击弹性波检测混凝土缺赋予其含义的，其含义需要加以界定、说明或解释的重要词汇。考虑其通用性和习惯性，尽管界定和解释术语时考虑了术语的习惯和通用性，但理论上这些术语仅在出的目的主要是防止出现错误理解。当本规程列出的术语在本规程以外使用时，应4冲击弹性波检测仪4.1技术要求4.1.2单点式冲击弹性波检测仪为单点冲击、单点接收回波信号。扫描式冲击弹性波检测仪为冲击单点式冲击弹性波检测仪适用于精确测试和特殊位置的测试，对测试面平整度要求较灵活。扫描式冲击弹性波检测仪具有滚动式扫描测试探头，扫描探头安装有可调冲击频电磁自动敲击振动器和轮式接收传感器，可沿直线以固定间隔进行快速测试，适用于对4.1.3为减少人为因素对测试结果的影响，冲击方式可以根据接收装置配置不同尺寸的弹击锤，宜位厚薄选用合适的冲击器，且在检测前应进行验证。扫描式冲击弹性波检测仪的扫描探头配有动的螺线管冲击器，触发后弹击混凝土构件表面，其冲击能量和冲击持续时间可调。冲击弹性测仪的冲击器的正确选择对于检测的效率很重要，试验时应根据构件的厚度及具体的回波信号择冲击器以确保能够传送足够的能量到被测结构，进而容易得到单一主峰的频率幅值谱。冲击器应根据检测构件厚度的不同，激发不同频率的脉冲。冲击器的冲击方向以及冲击能测试信号的品质有很大的景响，设计良好的冲击能够探测到冲击产生的纵波沿表面传播引起的微小变形。同时，还应有合适的频响范围，以动信号的测试失真。扫描式冲击回波系统的接收传感器是按一定间距均布在滚动轮上，以实卡的便携式电脑，或者是便携式双通道或者多通道波形分析仪。该系统中，一个通道可作为触发通道，接受触发信号，另外的通道可作为接收通道。数据采集仪的电压范围和电压分辨率应该与传感6）采集分析软件实时显示传感器输出时间域波形，通过FFT快速傅立叶换为频域，在频率幅值谱里，通过选择厚度对应的主频值，计算得出4.2校准及保养4.2.1对冲击弹性波检测仪进行校准或自校是为保证其在正常状态下进行检测，仪器的标准状态是统一仪器性能的基础，只有使冲击回波系统处于标准状态，才能保证检测结4.2.3冲击弹性波检测仪使用后，应及时用潮湿的干净布清洁冲击器及接收传感器，自然风干后妥电池液体对仪器的腐蚀。定期给锂电池充电，以保证电池的耐用性，防止过度放电造成的电5.1.1检测前的准备工作是为了更好完成检测及后期的数据分析5.1.2本条规定检测人员在开展检测工作之前应掌握的有关基本情况，以便下一步开展现场调查，方案制定等工作。目前检测方法很多，但每一种方法都有其适用性和局限性，因此，应根据调查和收集相关资料在前期的准备工作中是非常重要的，是为了综合分析产生的质量5.1.3检测方案应根据检测的目的、前期的调查资料5.1.4反映混凝土质量的测试参数及冲击回波响应特征容易受混凝土表面状态的影响，为了保证测试结果的准确性，检测数据的真实性，必须避免表面状况对检测的影响，所以应磨平后清除残留的5.1.5根据冲击弹性波法的基本原理，该方法有着由各影响因素的存在而产生的局限性，及人员经验的主观性，故当结果产生异议的时候，建议采用钻芯这种较为直接的取样方法进行验证。应在检使用耦合剂可以使传感器与混凝土紧密结合在一起，传感器能准确记录混凝土质点的振动。实际测试时，传感器与混凝土之间的耦合剂应尽量薄。耦合剂同时有一定的滤波作用，选择耦时不宜选用有很强滤波作用的材料作为耦合剂。传感器和混凝土之间是5.1.8扫描仪的冲击器和接收器应与测试面接触良好，而且使其一直滚动。如果一个或者多个轮脱离表面，或者压力过小，测得的信号都可能因5.2.1冲击弹性波法检测混凝土结构构件厚度的一大优势是无需钻芯破坏，也无需对侧面，同时对检测，构件划分方法参考《港口道路与堆场设计规范》（JTS168-25.2.2冲击点位置与传感器的间距要求参考（JGJ/T411-2017）及（ASTM根据冲击回波法的原理见下图所示，本质上是通过竖向回波特性计算被测物体的厚度。但实上由于冲击弹性波是一种体波，波前（图中深色部分）是以球面的形式向外扩散。仅当被测物体近似为平面无限大弹性体时，冲击后采集的回波可以近似认为符合下图的假设，但当冲击点靠近弹性体的边界时，边界的回波竖向分量会影响构件板底的回波特性，造成测试的误判。2）厚度检测时，参考本规程（5.2.3件实际厚度的情况下，按本规程（5.2.3）条款确定振幅谱图中构件厚度对应的主频f（Hz）。5.2.4本条规定中普通混凝土构件和尺寸较大的混凝土构件的厚度检测结果的判定依据JTS《水运5.3.1测区大小应不小于预估缺陷的区域，并有可以进行对比的同条件正常混凝土区域。5.3.2冲击点位置与传感器的间距按本规程5.2.2条规定5.3.3本条规定了混凝土结构内部缺陷检测的基本步横向尺寸超过其埋深的1/3，缺陷的深度就能检测出来，其振幅谱图将会出现两个峰值：一个倍，则缺陷就当于一个无限界面，所测到的响应是板的厚度频率，与缺陷埋深频率一样，故可以检冲击接触时间是指用来产生应力波的冲击器与测试表面接触的时间。在实际测试过程中接触时间取决于冲击器的类型和冲击点混凝土的条件。光滑、坚硬的表面冲击接触时间短于粗糙表面的冲击持续时间。柔软的表面。应保证冲击接触时间在建议的范围内。根据对应的表面波到达的部分波形，获得一个冲击接触时间的近似测试。一个波形中部分表面波和近似的冲击接触时间的实5.3.4如图5所示，接收器接到反射波后，通过快速傅立叶转换将时域数据转化为频,对板/墙来确定回波的频率峰值f，深度计算结构的厚度或缺陷（其中是形状系=,对板/墙来①几何形状系数β与结构横截面的高宽比有关，北京工业大学张志清、刘晓姗、丛铖东等②中南林业科技大学周先雁教授，在指导学生刘恩才完成论文《基于冲击回波法无损检测技术0.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0截面高宽比h/b图8截面几何形状系数β与高宽比关系③北京航空航天大学土木工程系叶英华教授，在指导学生张绍兴对《测结果。即由已知的密实区结构厚度h，测试的Cp和振幅谱中的f计算β值。形状不规则或测试面较小时，从测试对象不规则边角与侧面反射的纵波与面波发生叠加后对接5.4.2面波法在传播过程中所发生的几何衰减和材料衰减。可以通过系统补正，而保持其振幅不变。但是，瑞利波在遇到裂缝时，其传播在某种程度上被遮断，在通过裂缝以后波的能量和振幅会减少。因此，根据裂缝前后的波的振幅的变化），质，随着深度的增加，面波的水平和垂直位移振幅达到极值后迅速降低，其主要能量主要集中图10不同泊松比μ时振幅值与深度的变化关系5.5.1本规程所指的混凝土结合面，是指针对水运工程混凝土结构，前后浇筑混凝土时间较长导致前后混凝土浇筑位置可能存在结合面质量差的混凝土结构；针对这类混凝土结合面质量检测的抽检方式可以参考混凝土厚度检测的