超声检测技术在混凝土裂缝检测中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014年第3期西南公路XINANGONGLU超声检测技术在混凝土裂缝检测中的应用何成贵(绵阳市川交公路规划勘察设计有限公司四川绵阳621000)【摘要】介绍了混凝土超声检测技术的检测原理、检测方法，并结合工程实例分析了该技术在混凝土无损检测中的应用。【关键词】混凝土裂缝；超声检测；无损检测【中图分类号】P631．5【文献标识码】A到的传播时间t应大于经表面传播的时间。1超声法在混凝土检测中的特点及重要意义r混凝土结构在施工过程中常因各种原因产生各种缺陷，严重危害建筑物的安全和耐久性。这些缺陷包括内部蜂窝状疏松区、空洞、裂缝、内部夹杂C，物、接

2、合面缺陷及表层损伤等。如何探测出这些缺图1平测法测裂缝陷的位置及范围以便及时消除缺陷是很重要的事在裂缝附近布置换能器，并使AD=AB=I，测出情。超声法的一大突出特点是不但能测量混凝土强超声波沿无缝表面传播时间，并以此代表假设没度，还可以探测混凝土结构内部缺陷，是目前应用有裂缝情况下换能器在、B处测得的传播时间。最广泛的混凝土无损检测技术。根据三角形边长关系可导出裂缝深度h为：混凝土结构裂缝影响结构安全及耐久性，无破l损地探测裂缝深度对于判断裂缝危害性、制定处理_1(1)2方案具有重大意义。超声法在探测混凝土结构裂缝深度的应用中具有独特的优点。式中一不跨缝平测声时；卜一跨缝平测声

3、时；f_一换能器测距。2裂缝探测方法及原理2．1．2测试步骤2．1表面平测法(1)不跨缝平测：先在裂缝附近进行不跨缝当裂缝深度不是很深，一般在50cm以内，可以测量。在裂缝附近无缝处划一直线，在直线上再划用表面平测法进行测定。出100、150、200mm⋯的短线。将一换能器置于2．1．1测试原理点不动，另一换能器分别距换能器(内边缘)为如图1，当换能器、分置于裂缝两侧时，由100、150、200mm⋯⋯(、厶、厶⋯⋯)，测发射的超声波一部分沿表面传播，由于裂缝的反量不跨缝声时t．。、。、。⋯⋯。射不能直接到达接收换能器。但另外一部分超声(2)跨缝平测：垂直于裂缝划一条直线，在波在

4、混凝土中由经c。绕过裂缝到达。这时，测直线上以裂缝为中心，向两端划短线。每对短线间【收稿日期】2014—06—30【作者简介】何成贵(1985一)，男，四川绵阳人，大学本科，助理工程师，主要从事桥梁及隧道试验检测工作。79学兔兔www.xuetutu.com西南公路距离也为100、150、200mm⋯⋯。将换能器置于弃，以剩下的各计算裂缝深度的平均值作为裂缝深每对测线上，测量超声波绕经裂缝的传播时间t。、度的最后结果。⋯⋯2．1．4关于波形反相、o在平测法测裂缝中有一个有趣的现象，那就是波形反相。当我们从短测距开始作跨缝测量时，随着测距增大，到某一测距时，会发现波形发生翻转，这就

5、是波形反相。例如，当换能器在裂缝两侧相距15cm时，波形如图4口)，首波是向下的。当测距增加至20cm时，波形变成图4b)，首波变成【aJ不呀缝平_删【b)跨缝半测图2平测法测量裂缝深度向匕。2．1．3数据处理(1)求“时距图”以不跨缝各测点声时t．。、t2。、t3。⋯⋯为横座标，测距、、⋯⋯为纵座标，点绘出“时距图”并将各点连成一条直线(图3)。以直线回归方法求出方程式l=a+bt~中的待定系数a、b。其中(aJ【b)是直线在纵座标上的截距。图4波形反相，(cin)跨缝测量中首波反相的原因有待进一步探讨，但有一点是明确的：首波反相是在换能器间距离大致为裂缝深度的1—1．5倍左右

6、时发生。根据这一情况，新修订的超声测缺规程中除列出了上述测量步骤外，作为另一种手段，增列了波形反相法。即在跨缝测量时，随着换能器测距的增加，观察波形反相发生在哪一个测距处。然后以发生波形反相处及前一个测距处的数据计算裂缝深度图3时～距图并取其平均值作为最后测定结果。(2)计算超声实际传播距离2．1．5关于钢筋的影响超声实际传播距离lT+t,laI平测法测裂缝深度时应注意钢筋的情况。当有式中，一第f点超声实际传播距离；一第f点超钢筋垂直穿过裂缝并与换能器连线大致平行时，如声换能器内边缘距离；n一“时距图”中的截距。图5所示。(3)计算裂缝深度计算在各个测距下裂缝的计算深度h：nnn

7、QlI(t~1(2)1^=2／I一＼I式中h一测点改裂缝的计算深度；t一测距为时跨缝与不跨缝测得的声时；，一第1次超声实际传平面俯视图断面囤播距离。图5钢筋时裂缝测量的影响(4)结果处理若钢筋与换能器连线间的距离D较小时，部分计算在不同测距下各裂缝计算深度的平均值声波将折射人钢筋并沿钢筋传播且先于绕裂缝末端h。把各测距中凡，3h的那些组数据舍传播的声波到达接收换能器。显然，这时的钢筋像仃学兔兔www.xuetutu.com何成贵：超声检测技术在混凝土裂缝检测中的应用一座搭