关于超声检测中的几个问题

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1、关于超声检测中的几个问题南京水利科学研究院罗骐先一、超声法及综合法测强1.测量精度问题混凝土强度～声速关系为f=avb，这是幂函数。由误差传递分析可知：δf=bδv（1）式中δf、δv分别为强度与声速的最大相对误差；b为相关式中的回归系数，通常为4~6之间。这就是说，声速测量误差或其波动所引起计算强度误差或波动要大4～6倍。如果希望由声速测量引起的推算强度的误差不超过10%（还有相关曲线带来的误差），则声速测量的误差应控制在范围内，平均为2.2%。要求δv为2.2%，而声速v=，因为δv=δl+δt，若距离的测量误差以1%计，则声时的最大误差δt=δv-δt=2.2-1.0=

2、1.2%。81.2%的准确度是很高的，长距离测量时问题不大，短测距时则应认真对待。例如，测15cm试件，声时为30μS，要达到1.2%的准确度，声时测量的绝对误差应小于30×1.2%=0.36μS。正因为如此，有一系列问题要注意：（1）超声仪测时最小分度应为0.1μS；（2）测读声时时首波起点要仔细对准；（3）t0要标定准；（4）各种影响测量结果的因素，如测距、混凝土湿度、探头频率等影响都应考虑。2.估计强度的变化缺陷处的强度（不是泥砂）可按（1）式进行粗略估计，即：声速减少1%，强度降低5%。二、超声测试中的标准差与离差系数问题1.分组抽样与单个抽样的标准差与离差系数二者是

3、不同的（图1），但有以下关系：S组=；CV组=（2）式中S单、CV单——单个抽样的标准差、离差系数S组、cV组—分组抽样的标准差、离差系数P（u，S2）（u，Sˊ2）PRMinRMin单个抽样分组抽样图1二种抽样方法的分布n——每组中试件个数8当n=1，S组=S单，n越大，二者差别越大2.超声测试获得的计算强度标准差是分组抽样的结果，取样试件是单个抽样的结果，二者是不同的，不能套用。测距越大，差别也越大。二者关系如（2）式：CVˊ/CV=1/Dn=，l=15cm1020304050D（cm）2．01．51．00．5CVˊ/CVCVˊ/CV=1/R．Jons的资料图2不同测距下

4、的CVˊ/CV。。。。。。。图3超声测距与分组数更不能用波速的标准差或离差系数来评判混凝土的匀质性。如前所述，波速的标准差或离差系数比强度标准差或离差系数小“b”倍。只能用于同测距下的相对比较。三、关于不同类型的波1.不同类型波的波速8超声探头振动会发出各种类型的波。屏幕上的波只有正、负和振幅大小之分，如何来识别判断？不同类型的波其速度不同：纵波速度VP=（3）横波速度VS=（4）表面波速度VR=（5）式中ρ——密度；E——杨氏模量；σ——泊松比（6）一般固体σ在0.3左右，，混凝土σ在0.2-0.3左右，-1.87，因为VR≈0.9VS，VP≈（1.8-2.0）VR2.测试

5、中的波形：P，SRPSP反R短余振探头长余振探头对测四.用普通纵波探头测定表面波波速及弹性模量81.用平测法进行多点测试，在坐标图上可获得二条直线，它们的斜率分别是混凝土纵波波（图5）速、表面波波速。根据这二个波速，可求解得混凝土的弹性模量和泊松比。tl。。。。++++RP图5用时距法求P、R波波速2.关于双探头测厚如下图6所示，利用双探头测量，认为接收波中振幅增大点是底面反射波的初至点，测定声时，从而计算出厚度h值。RPAhBαClP。是反射P波还是R波？图6双探头测厚及其波形若忽略表面波，认为凡振幅突然增大并反相的波是底面反射波的到达是不全面的。若混凝土的按1.9计，当A

6、B+BC<1.9AC时，波形突然增大和反相应是表面波的到达。当AB+BC=1.9AC时，底面反射波与表面波同时到达，此时，α角为58.5o，AC=1.2h。双探头测厚时，探头测距应大于板厚的1.2倍以上。五、声测法灌注桩的几点体会81、声测管接头的影响振幅骤减，声时增大。特点：（1）只有一个测点；（2）影响二个测试面；（3）探头扶正器可探测到。2、斜测的重要性声测管处常挂泥团，通过斜测（图7）可避免误判为成层状缺陷。进一步发展就是层析成象（CT图）。图8是灌注桩中的一段的CT图。图中红色区域正是泥砂团，声速3700m/s。3、二项指标判断灌注桩检测中测量二项声学参数：声速和振

7、幅。应充分利用这二项参数进行判断。混凝土离析，石子沉降，砂浆多，声速低，但振幅不低，混凝土强度并不一定低。振幅低，声速不低，往往是混凝土气泡多，不一定是严重缺陷。只有声速、振幅均突降，才是夹泥、沉渣与断层。4、波形反相：探头靠声测管壁会发生这种情况，应加扶正器。5、6db规定太严测桩规程中把振幅小于平均振幅6db视为缺陷，似乎太严。新修订的测缺规程未采用。6、尽量不要提测定强度，因为管距不准，波速测值有误差，相关曲线也没有。8图7灌注桩斜测图8灌注桩扫描测试及CT图六、低应变测桩的波速、超声测试波速、应