钢筋混凝土结构裂缝深度无损检测技术的现状及发展

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1、第２５卷第４期四川理工学院学报（自然科学版）Ｖｏｌ２５Ｎｏ４２０１２年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ａｕｇ２０１２文章编号：１６７３１５４９（２０１２）０４０００６０４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３１５４９．２０１２．０４．００２钢筋混凝土结构裂缝深度无损检测技术的现状及发展梁明进（杭州市交通工程质量安全监督局，杭州３１００１４）摘要：钢筋混凝结构在建设及运营过程中会由于多种原因出现裂缝。裂缝的位置、尺寸，尤其是裂缝的

2、深度是判断裂缝对结构安全性影响程度的重要指标。近年来裂缝深度的无损检测技术有了长足进步，但其测试精度和探测深度仍然不理想。对目前裂缝深度无损测试技术进行了对比，并提出裂缝测试技术的进一步研究方向。关键词：钢筋混凝土结构；裂缝；无损检测技术；超声波；弹性波；表面波中图分类号：ＴＵ３７５文献标识码：Ａ测技术开展了很多研究，并取得了长足的进步。引言１裂缝深度的无损检测方法钢筋混凝土结构在建设及运营过程中，由于多种原因（如干燥收缩、温度应力、外荷载、基础变形等）会产生裂缝深度检测技术从激振的方式，分为超声波法、裂缝。裂缝的成因、状态、发展以及在结构中的位置等声波法和冲

3、击弹性波法。的不同，对结构安全性影响也不尽相同，严重的裂缝会（１）超声波法：通过超声波探头产生和接收信号，信危害结构的整体性和稳定性，对结构的安全运行产生很号频率高但能量较低、频谱响应性能差，一般适用于浅大影响；而一些细微裂缝，如表面温度变化或干燥收缩裂缝的测试。引起的浅裂缝则对结构安全性没有明显影响。此外，对（２）声波法：通过声波管产生和接收信号，信号频率于结构的加固，如裂缝充填（往裂缝中注入水泥砂浆或较高但能量较低。但由于声波管的形状和激振要求，一者环氧树脂等充填材料，以防内部钢筋锈蚀）和裂缝补般只能用于孔内测试。强（裂缝表面粘贴钢板等）都需要在明确裂缝的

4、状态、成（３）冲击弹性波法：主要采用锤击等方式激振产生因的基础上才能合理、有效地进行。信号，采用振动（如加速度）传感器来接受信号。信号频在合理评价裂缝对混凝土结构安全性的影响及确率低但能量高、频谱响应性能好，适用于较深裂缝的测定加固方案的工作中，必须确定裂缝的状态、发展和成试。因，裂缝深度、长度、宽度都是非常重要的指标，尤其裂裂缝深度检测技术从激振信号发生和接受的位置缝深度是关键指标。而在实际测试工作中，裂缝深度测关系，分为钻孔对测法和平测法。试较之长度和宽度测试也要困难得多，最直接和准确的（１）钻孔对测法：在裂缝两侧必须钻声测孔，且对钻测试方法是钻孔取样，该

5、方法除了费时费力、对结构有孔的要求很严格。为使换能器在孔中移动顺畅，孔径应一定的损害以外，当裂缝深度较大或位于特殊部位时，比换能器直径大５～１０ｍｍ；该测试方法的基础是以有无难以进行钻孔取样，因此近年来针对裂缝深度的无损检缝的混凝土声学参数相对比较而判别裂缝的所在范围，收稿日期：２０１２０６０４作者简介：梁明进（１９５６），男，山东高密人，高级工程师，主要从事公路工程质量管理和检测技术方面的研究，（Ｅｍａｉｌ）ｆｓｄｉｙｆ＠１２６．ｃｏｍ第２５卷第４期梁明进：钢筋混凝土结构裂缝深度无损检测技术的现状及发展７所以钻孔须深入到裂缝末端的完好混凝土中去，其深

6、入深度应保证通过无缝混凝土的测点不少于３个，一般规定钻孔深度大于裂缝深度７００ｍｍ以上，如图１所示。图１钻孔对测法（２）平测法：该方法在同一个表面进行测试，适用范图３传播时间差法围广。相位反转法：发振弹性波的Ｐ波成分，在裂缝底端钻孔对测法在条件许可时，其测试精度相对较高。衍射到达受信子。根据发振子、受信子及裂缝深度的几但由于需要钻孔和注水，测试成本高且对结构有损伤。何关系，到达受信子的Ｐ波相位可能改变，如图４所示。而平测法是无损检测技术，常用的方法有传播时间差对于混凝土材料，在向下的激振信号作用下，裂缝深度法、相位反转法和表面波法。其中，传播时间法和和相小于传

7、感器／激振点与裂缝间的距离时，传感器拾取的位反转法主要通过弹性波（通常是Ｐ波）的传播距离以初始Ｐ波信号是向上的。另一方面，当裂缝深度小于传及几何关系计算裂缝深度，而表面波法则是通过弹性波感器／激振点与裂缝间的距离时，传感器拾取的初始Ｐ中的表面波成分的衰减或速度频散来推算裂缝深波信号是向下的，即出现相位反转。因此，以裂缝为中心［１－４］度，如图２所示。点对置激振点和传感器，并移动其相对位置。根据传感器拾取的初始信号的相位反转点即可推定裂缝的深度。图２平测法２裂缝深度无损检测方法的基本原理传播时间差法：当裂缝开口时，在测试对象表面激振产生的弹性波信号（包括超声波、

8、声波。在固体介质图４相位反转法［５］中