超声波透射法在基桩检测中psd评定的应用研究

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1、超声波透射法在基桩检测中PSD评定的应用研究超声波透射法在基桩检测中PSD评定的应用研究超声波透射法在基桩检测中PSD评定的应用研究邢哲,宛新林,宛传虎,贾伟凤(安徽建筑工业学院土木工程学院,安徽合肥230601)摘要:文章主要对超声波透射法的原理及PSD判据法的应用进行了探讨,通过对PSD判据法的深入研究,改进了对桩身完整性的判断准确度.该文首先概述了超声波的原理及其测试方法,然后在工程实例中用PSD判据法对基桩完整性进行评定.通过工程实例,得出用PSD判据法判断桩身质量的简便性,准确性和专业性.关键词:超声波透射法;PSD;完整性;桩基检测中图分

2、类号:TU473.1文献标识码:A文章编号:1673—5781(2011)04—0520—02桩基础是建筑工程中常用的基础形式,桩身质量直接影响到建筑物的安全.桩基的完整性检测是桩基质量检i贝0的重要内容,桩身完整性检测方法有钻芯法,高低应变动测法和声波透射法[1].与其他方法比较,声波透射法有鲜明的特点[2]:检测全面,细致,检测范围可以覆盖全桩长的各个截面,信息量丰富,结果准确可靠,且现场操作简便,迅速,不受桩长,长径比等的限制.超声波透射法中最重要的是对检测数据进行数据分析和结果判定,其检测需要分析和处理的声学参数是声速,波幅,主频[3.而如何

3、应用这些声学参数进行判定是超声波透射法测桩的关键,其分析判定方法有:声速判据,PSD判据,波幅判据和主频判据[4].PSD判据突出对声时的变化,对缺陷的敏感度在各种判据法中最为明显,同时也减小了因声测管不平行造成的测试误差对数据分析的影响,所以PSD判据法比其他方法具有独特优势L5j.PSD判据的物理意义为:声时一深度曲线相邻两点的斜率与相邻时差值的乘积,根据PSD值在某深度处的突变结合波幅变化情况,进行异常点判定,该判据对声时具有指数放大作用.因此,缺陷区PSD值较声时反映明显,而且运用PSD判据基本上消除了声测管不平行或混凝土不均匀等因素所造成的

4、声时变化对缺陷判断的影响,本文结合工程实例阐述PSD判据法的应用效果.1超声波透射法的原理和检测方法混凝土是由多种材料组成的多相非匀质体,对于正常的混凝土声波在其中的传播速度是有一定范围的,当传播路径遇到混凝土有缺陷时,如断裂,裂缝,夹泥和密实度差等,声波绕过缺陷或在传播速度较慢的介质中通过,声速将发生衰减,而造成声时增大,波幅减小,波形畸变.因此,利用超声波在混凝土中传播的这些声学参数的变化,来分析判断混凝土的变化是非常有效的[6.在基桩施工前,根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管,作为换能器的通道.测试时每两根声测管为一组,通过水的耦合,超声脉冲

5、信号从一根声测管中的换能器发射出去,在另一根声测管中的卢测管接收信号,超声仪测定有关参数并采集记录储存供分析解释使用.2PSD判据评定方法对于由声速,波幅衰减确定的异常区,结合PSI)曲线进行综合分析,采用斜率法作为辅助异常判据,当PSD值在某测点附近明显变化时,应将其作为a疑缺陷区.首先要得出声速和波幅的临界值,才能确定两者衰减的异常区,然后结合PSD进行分析.以下为声速,波幅临界值和PSD的求解方法【J.(1)声速临界值的计算.将同一检测剖面各测点的声速值由大到小依次排序,即收稿日期:2O1106ol;修改日期:2Ol10614基金项目:安徽建筑

6、:F_41k学院2OlO年度大学生科技创新基金资助项目(20101o18)作者简介:邢忻(】987),男,浙江绍兴人,安徽建筑工业学院硕士生;宛新林(]966一),男,安徽巢湖人,博士,安徽建筑工业学院教授.520《工程与建设》20l1年第25卷第4期≥≥…≥…≥(1)其中,为声速测量值,m/s;为检测剖面测点数;k为去掉的小数值数据个数.对去掉中最小数值后的其余数据进行统计计算,即===—AS(2)Vm一(3)～总一z(4)其中,为异常判断值,m/s;为(一志)个数据的平均值,m/s,a为标准正态分布表中与(一是)相对应的系数;为(一尼)个数据的标

7、准差,m/s.将参加统计数组的最小数据—与异常判断值进行比较,当一≤时,则去掉最小数据,重复(2)～(4)式的计算,直到(5)式成立.>Vo(5)此时,为声速的异常判断临界值.声速异常时的临界值判据为<V(6)当(6)式成立时,声速可判定为异常.(2)波幅异常时的临界值判据计算公式为A一告∑A(7)’1A<A一6(8)其中,A为波幅平均值,dB.当(8)式成立时,波幅可判定为异常.(3)当采用斜率法的PSD值作为辅助异常点判据时,PSD值的计算公式为PSD—KgZxt(9)K一ta--tc~l(10)At—td一&i-1(1

8、1)其中,为第i测点声时,p-s;G一为第一1测点声时,Fs为第i测点深度,m;Z一为第一1测点深度,m.3