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第五章 超声法检测混凝土缺陷 第一节 概述 一、技术发展历程 1、混凝土无损检测技术，分为两大类： 机械波法：超声脉冲波、冲击脉冲波、声发射 特点：1）穿透能力较强；2）设备简单、操作方便 穿透辐射法：x射线、γ射线、中子流 特点：1）射线穿透能力有限；2）设备复杂，需要严格的防护措施，现场应用不方便。 二、基本原理： 1、以弹性波在介质中的传播特征为基础； 2、被测结构的成份、结构、密度不同，则V、t、E、f也不同； 3、可根据声波在介质中的V、A、f等，推断介质的结构和完整性； 4、速度计算：已知L、t，则V=L/t。 三、基本测试方法 1、平面测试（厚度振动式换能器） 对测法 、斜测法、单面平测法 2、钻孔或预埋管测试（径向振动式换能器） 3、平面和钻孔混合测试 孔中对测、孔中斜测、孔中平测 3 传统法特点： 费时费力 局部造成破坏 检测范围有限 无法获取裂缝延展情况 4 现代测深方法 超声法：单面平测、穿透斜测法、钻孔测试法 DJCS-05混凝土裂缝测深仪 DJCS-05混凝土裂缝测深仪是用于混凝土裂缝深度测试的专用检测仪器。测深原理：振动能量在混凝土内传播，穿过裂缝时，振动能量在裂缝端点产生衍射，衍射角与裂缝深度具有几何关系，实现裂缝的高精度测深。结果直观：不需测波速，勿需计算，直接显示裂缝深度数据处理：数据可传入PC机，快速生成检测报告测试深度：500mm数据存储：10600个测深数据使用环境：温度-5—40℃，湿度：85%尺??? 寸：220×180×80mm重??? 量：1000g 二、平测法 适用范围：被测结构只有一个表面供超声检测，如路面、飞机跑道、洞室等大体积结构的浅裂缝 检测步骤：1）不跨缝声时测量 （1）：T耦合好保持不动，移动R，使T、R两换能器内边缘间距l′为100mm、150mm、200mm……，读取声时ti。 （2）以l′为纵轴，t为横轴，绘制l′-t曲线。 （3）用统计方法求回归直线方程式 l′=a+bt 2）跨缝声时测量 （1）T、R分别置于以裂缝为中心的两侧，以l′距离分别读取声时，该声时为脉冲波绕过裂缝末端传播的距离所用的时间。 （2）计算声程 l C T T D A B 单面平测计算裂缝深度的公式 推导该式的基本原理（假定）： （1）混凝土结构内声速基本一致 （2）基于裂缝中完全充满空气 问题： （1） l′与裂缝深度h的关系 （2）裂缝中充满水或泥浆，不能反映真实深度。若无法排除水的存在，可以采用横波换能器进行检测。 （3）有钢筋穿过裂缝时，测试结果也不能反映裂缝的真实深度 三、斜测法 1 适用情况：被测结构有一对相互平行的表面，梁、柱、板等构件 2 检测方法： 保持T、R连线距离相等，倾斜角一致，进行过缝和不过缝检测，分别读取声时、波幅、频率。 当T、R连线过缝，混凝土失去连续性，在裂缝界面上脉冲信号产生很大衰减，信号微弱，波幅和频率产生很大差异，据此判断裂缝深度。 3 特点：直观、可靠、应用广泛 四、钻孔测试 1 适用情况：大体积混凝土结构，如水坝、桥墩等 2 测试方法：裂缝两侧钻测试孔，裂缝的一侧多钻一个较浅的孔，以便比较测试参数大小；孔中注满清水；不同高度处同步移动T、R，分别读取声时、波幅、频率；根据声时、波幅、频率变化情况判断裂缝深度。 3 测试孔的要求 孔径比换能器直径大5～10mm 孔深大于裂缝深度 两测试孔应始终在裂缝两侧，轴线保持平行 测试孔间距为2m左右 孔中粉尘碎屑应清理干净 横向测试孔的轴线应具有一定倾斜角 4 裂缝深度及末端位置确定 主要以波幅作为判据，作A～h坐标图 确定裂缝末端位置：钻孔斜测法 传统方法：渗透法：细微裂缝由于渗量小，对 末端位置判断困难。 压水法：压水孔不能钻太多，测试结果误差大，测试结果浅于裂缝实际深度； 5 问题 （1）混凝土不均匀性的影响 （2）温度和外力的影响 （3）钢筋的影响 （4）裂缝中水的影响 第三节 混凝土不密实区和空洞检测 所谓不密实指的是振捣不够、漏浆或石子架空等造成蜂窝状、松散状、疏松状区域。 1 测试方法（两对互相平行的表面） 平面对测 平面斜测 钻孔测法 2不密实区和空洞的判定 3、层析成像模型试验 （1）介质描述 （2）成像区域观测系统及坐标系 （3）、成像区域射线分布