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1、浅析混凝土超声波无损检测本文根据超声波无损检测的发展现状，详细阐述其工作原理,并就当前混凝土工程施工过程中无损检测应注意的问题展开分析。1超声波无损检测概述早在20世纪30年代，人们就开始研究混凝土无损检测技术。20I比纪40年代末50年代初，加拿大的Leslie和Cheesman、英国的Jones等率先将超声波用于混凝土检测，开辟了混凝土无损检测的一个新领域；60年代，罗马尼亚的Facaoaru用声速、冋弹综合法检测混凝土强度；80年代，美国的Sansalone和Carino将冲击冋波法用于混凝土无损检测］,冲击冋波法是根据接收到的反射P波信息来达到检测的目的，也可属声波反射波法的…利「。我
2、国于20惟纪50年代引进超声波仪器，并展开了该方面的研究；60年代我国研制成第一台非金屈(混凝土)超声仪，此后，进行了较大规模的研究工作，探测距离山1〜20m发展到10〜200m,从以声速为检测参数发展到以声速、振幅、频率、相位等多参数综合判断检测；80年代末，我国研制成冲击冋波法仪器IES系统，并在工程检测中成功应用:1990〜2000年，我国相继颁布了《超声波检测混凝十缺陷技术规程》及：其修订版本，成为超声波检测混凝土缺陷的重要技术依据；90年代中期以来，我国智能型数字化超声仪相继问吐，它不仅可以门动测读声参数，并可进行相应的数据处理，为该项技术的推广应用提供了良好的硬件基础。这些研究主耍
3、针对超声波检测方法的改进以及骨料含量和含水率等对超声波检测的影响。混凝土是-•个集粗骨料、细骨料、粘结料、水和外加剂为一休的复合物，特有的黏卿•性、多孔性等特征对超声波无损检测有特殊的影响，随着计算机模拟技术和成像技术的发展，超声波无损检测技术将取得更大进步，并在垠大程度上满足工程的需要。2超声波探测损伤原理分析声波的频率范围为20〜20000H乙高于20kHz的机械波为超声波。金属材料工件超声检测的频率在0.15〜20MHz以上，而混凝十•等非金属材料的超声检测应选用较低频率的超声波，常用频率为20〜500kHz,这主要是因为混凝土为非均匀材料,散射作用使材料对声波的衰减较大，方向性差，频率
4、越高，传播跖离越小，绕过颗粒的能力越差。混凝十是多组分的集合体，各组分有不同的物理特性，当混凝十-中出现损伤时，超声波在各纽.分界面和损伤处发生杂乱无章的反射、折射、透射、绕射等，使得能昴不断损失，导致接收声学参数异常，止是这些异常声学参数为混凝土损伤检测提供了依据。2.1波速的判别混凝土的超声波递主要决定于其弹性参数。将混凝土视为宏观裂纹、分散微裂区和具有稳定缺陷的基体组成的复合材料，在混凝土承受荷载前后，具有稳定缺陷的基体的变形是线弹性的，其弹性殆数保持不变，因而对混凝土的声学特性没有影响；血微裂缝在单轴受荷后的变形(闭合、张开、扩展等)会引起混凝土的弹性曲数改变，因血是改变混凝十.声学特
5、性的主要因素；宏观裂纹是在承受荷载之后出现的,也是影响混凝十.材料超声波速的一个重要因素。混凝土的整体超声波速是三个因素的耦合作用的结果。对于在受载条件下的脆性固体材料，声学特性研究结果表明：若假速其母质具有线弹•性，在其内部随机分布了大杲微裂纹,其声速随单轴应力呈非线性变化关系。这种关系可以简略的表示为Vp=g(m,o1),其中Vp为超声波传播速度；"为单轴应力；m=(E0,v,KIC,(p,a0,a,e),其中E0,v分别为母体的弹性模最和泊松比，KIC,cp分别为材料的断裂韧度和内摩擦角，a0,a,£分别为微裂纹半长度、形状比和裂纹密度。实验过程中混凝十的超声波速町以仅限于受载前后和自愈
6、合之后，町以不考虑受载时应力对波速的影响。这样,超声波速的变化与材料母体的帅性模杲、泊松比、断裂韧度、内摩擦角、微裂纹半长度、形状比和裂纹密度等细观参数有关。混凝十•超声波应为超声在基体，微裂区，宏观裂纹三相中传播的纽合效应，可以表示为：Vc=1/（i1/V1+⑵V2+⑶V3）其中，Vc为超声波在混凝土中的传播速度，订，i2,i3和V1,72,V3分别为基体、微裂I乂•和宏观裂纹在混凝十中的体积分数以及超声波在三者中的传播速度。英中，V3即为超声波在空气中的速度340m/s；V1=m1（E0,v,KIC,7、增大则导致V2的减小。在混凝土加载Z前，超声波在混凝土中的传播速度主要取决于V1,基体的弹•性参数影响超声波在混凝十•中的传播速度，混凝土的强度越高，其弹性模杲较大，超声波速也越大。但是声速还与V2有关（完好混凝土试件i3=0）,并非完全随强度线性变化。当混凝土受载损伤后，内部的一些初始微裂纹发展成宋观裂纹，完好基体所占比例i1急剧减少，i2,i3则柑应增加；同时微裂区内的aO,a和e增大，导致超
