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1、--------------------------------------------精品文档Word可编辑值得收藏------------------------------------------------声波透射法在桩基检测中的原理以及应用/h11引言目前对混凝土灌注桩检测主要涉及两个方面:①桩基的承载力是否达到设计要求;②桩基的完整性和强度。静载试验法作为桩基承载力检测中最直接和可靠的检测方法,由于其检测周期长,费用大,故不便大面积测试。因此,对混凝土灌注桩来说,完整性检测显得尤为重要。声波透射法作为钻孔灌注桩非
2、破损检测方法的一种,因其机理明确,设备简单,使用方便、检测准确,故被广泛应用于桩基检测中。2声波透射法的基本原理8----------------------------------------------------精品文档值得收藏-------------------------------------------------------------------------------------------------------精品文档Word可编辑值得收藏------------------------------
3、------------------声波透射法的工作原理是在被测桩内预埋若干根竖向相互平行的声测管作为检测通道。将超声发射换能器与接收换能器置于声测管中,管中注满清水作为耦合剂。在测试时,两探头置于同一水平面或保持一定高差,沿声测管同时提升,仪器通过发射换能器发射超声脉冲.穿过被测桩体混凝土,并经接收换能器接收,声波信号按测点间距10cm或20cm自动记录,由仪器显示。由于超声脉冲信号穿过混凝土桩体存在缺陷部位时会发生绕射、折射、多次反射及不同的吸收衰减,使接收信号首波的声时、幅值等声学参数发生变化,通过判读以上参数,即可判
4、断桩身混凝土是否存在缺陷。声波是弹性波的一种,在混凝土介质中服从弹性波传播规律。运用弹性波理论,可推导得到纵波(P)和横波(S)在介质中的传播速度为纵波(1)横波(2)式中:E为杨氏模量;μ为泊松比;ρ为介质密度。由波速的表达式可知:弹性介质的性质及种类不同,弹性常数及密度也就不同,因此弹性波在介质中传播的速度也不同。人工发出弹性波,并设法用仪器接收并分析测定其波速,可以用来判定岩体的特征和内部状态以及混凝土的完整性,这就是工程中经常使用的“弹性波探测法”的理论依据。在桩基的检测中,声波在混凝土传播的速度一般为3200~40
5、00m/s,当遇到混凝土有裂隙、夹泥和密度差等原阂时,声波将发生衰减,部分声波绕过缺陷前进,传播时间延长,波速减小,产生漫射现象。而遇到空洞的空气界面要产生发射和散射,使声波的振幅减小。缺陷存在,使声波的路径复杂化,引起波形的畸变。所以声波在缺陷混凝土中传播时,振幅减小、波速降低、波形畸变。这就是超声波检测的基本原理。3数据分析与判断方法8----------------------------------------------------精品文档值得收藏----------------------------------
6、---------------------------------------------------------------------精品文档Word可编辑值得收藏------------------------------------------------3.1声速在剔除可疑数据后,统计整个桩的声速平均值μ和标准差σ,然后进行判断。对单个点声速值,计算该点值:(3)再根据值查正态分布表,求出值出现的概率和允许出现的次数。若,说明在正常情况下一次也不能出现,但实际出现了,即该点为缺陷点。3.2PSD判断PSD判别法,也
7、称斜率法,是声时随深度曲线相邻点的斜率和相邻两点声时差的乘积。根据桩身某一检测剖面各测点的实测声时t(μS)及测点高程z(mm),可以得到一个以t因变量,x为自变量的函数t=f(x),当桩身完好时,f(x)应是连续可导函数;当桩身剖面存在缺陷时,在缺陷与正常混凝土分界面处,声介质性质发生突变,声时t也发生突变,当Δx趋于0时,Δt不趋于0,即在此处不可导。因此函数f(x)不可导点就是缺陷界面位置。(4)(5)8----------------------------------------------------精品文档值得
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