声波透射法讲义.docx

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1、幻灯片12015年全省地基基础检测岗位证考核培训教材　声波透射法福建省建筑科学研究院2幻灯片2原　理l由发射换能器（探头）在砼内激发高频波，并用接收换能器记录波在砼内传播过程中的波动特征．当砼内存在不连续或破损界面时如松散、蜂窝、孔洞、夹层时，将使波产生散射、反射、透射及绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特性，经过处理分析就能判别测区内砼的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置．2幻灯片3声波频率l次声波的频率小于20HZ；l人耳能听到的正常声波为20HZ-20000HZ;l超声波的频率大于20kHz2幻灯片4仪器设备l主要包

2、括三个部分：发射换能器、接收换能及主机2幻灯片52幻灯片6传播路径2幻灯片7与低应变法的区别l传播方向：低应变沿桩身纵截面传播，超声波沿横截面传播；l波长：低应变的波长为米级的(0.5-2.0m)，超声波的波长为厘米级的(4-8cm)．l频率：低应变的频率从几百到几千Hz，超声波一般为30-60kHz2幻灯片8低应变与超声波的互校l如果某根桩动测定为Ⅳ类，请问超声波一定能测出Ⅲ或Ⅳ吗？l答：不一定，因为二者的测试方向不同，超声波只能测出有一定宽度的缺陷．2幻灯片9波速比较l检测中用到的三种方法：高应变、低应变及声波透射法，它们波速之间的关系基本上是：l　高应变波速＜低

3、应变波速＜超声波波速2幻灯片10波长计算l假设超声波频率为40kHz，波速为4500m/s，请问波长多少？l假设动测波的频率为3kHz，波速为3600m/s，请问波长多少？l　根据公式2幻灯片11常见介质波速l通过了解常见介质的波速，有助于对砼缺陷的判断．当砼内有空洞，则波速会大幅度下降；当测得声速很大，如大于6000m/s，则一定是管斜了；当声测位于5000-6000之间时，有可能上粗骨料集中或管斜了．钢筋5900m/s砼4500m/s水1500m/s空气340m/s石灰石6100m/s2幻灯片12波幅分析l波幅的高低受到仪器、传感器灵敏度及发射能量的影响，不能说9

4、0db的桩质量一定比100db的桩身质量好．不同厂家的换能器具有不同的分贝初始值．不同的换能器、不同的桩径它们之间的波幅值是没有可比性的．l波幅的衰减性受到桩材不均匀性、声波传播路径、点源距离影响，所以，同一根桩，不同的管距，其波幅是不一样的2幻灯片13波幅算例l波幅本质上反映的是声压大小，规范规定，当波幅小于平均值6db时，可定为异常点．l若平均波幅Am=90db，当A=84db时，测点声压比值为多少？l据2幻灯片14管距计算l受到各方因素的影响，声测管在桩头经常会歪掉，使桩顶管距与实际偏离较大．作为一个检测人员，应该知道各种直径桩的标准管距．例如，对于1000mm

5、径的管桩，当三个管距的管距为800mm、700mm及830mm时，则明显是错误的．2幻灯片15管距算例l桩直径为1000mm，钢筋笼内径900mm，声测管直径为50mm，因为三根管夹角均为120度（AB均表示声测管园心位置）．经计算可得：OB=425mm，AB=2*cos30*425=736mm，再减掉管直径50mm，得到管距为686mm．2幻灯片16声测线排水体积l规范规定：管口应高出桩头10mm以上．这个规定只是个最小值，实际操作中不很不够的．l例如，对于一根60m的长桩，声测管内径50mm，声测线直径6.5mm，换能器的长度为250mm，换能器直径30mm，若管

6、口与桩顶平，计算桩顶以下多少长度水会被排出，导致测不到桩顶砼？2幻灯片17声测线排水体积（续）2幻灯片18大直径桩检测l大直径桩（如大于180cm)检测时，宜采用高电压1000V，先保证发射能量足；l另外，应采用低频率．因为高频率的波，穿透能力弱，距离短，不利于大直径桩检测；l最后，波形分析时，因为大直径桩的能量衰减大，波形较凌乱，波幅离散性大，应从宽判定桩身完整性类别2幻灯片19声速、波幅与缺陷关系l当声速较高，波幅下降，一般是因为砼离析、粗骨料集中引起的．因为石头的声速高，且使声波绕射，能量损失大．l当声速较低，波幅较高时，一般是因为砼离析、细骨料集中引起的．因为

7、砂子声速低，且声波穿过时能量损失小．l当声速较低，粗骨料少；波幅较低，有空洞蜂窝，该桩质量问题严重．2幻灯片20龄期未到检测l测得声速普谝较低，如正常波速为4500m/s，有可能只测到3600m/s；l另外，波速虽然低，但离散性较小，即n个测点的标准差很小l因为强度不够，波幅也相应较低，且离散性偏大．2幻灯片21声速、频率与波幅与砼质量关系l声速：若混凝土均匀，各断面所测得声时值基本相同；桩身有缺陷，缺陷部位对应的声时加大、声速降低。l频率：超声波脉冲穿过混凝土时，各频率成份声波衰减程度不同，高频部分衰减大，因而接收信号的主要频率向低频端漂移，桩身有