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 常见问题
关于超声检测中的几个问题

 一、超声法及综合法测强

1.      测量精度问题

混凝土强度~声速关系为f=avb ,这是幂函数。由误差传递分析可知:

 δf=bδv                                                              1

式中 δfδv分别为强度与声速的最大相对误差;

      b 为相关式中的回归系数,通常为4~6之间。

这就是说,声速测量误差或其波动所引起计算强度误差或波动要大4~6倍。如果希望由声速测量引起的推算强度的误差不超过10%(还有相关曲线带来的误差),则声速测量的误差应控制在范围内,平均为2.2%。要求δv2.2%,而声速v=,因为δv=δlt,若距离的测量误差以1%计,则声时的最大误差δt=δv-δt=2.2-1.0=1.2%

1.2%的准确度是很高的,长距离测量时问题不大,短测距时则应认真对待。例如,测15cm试件,声时为30μS ,要达到1.2%的准确度,声时测量的绝对误差应小于30×1.2%=0.36μS。正因为如此,有一系列问题要注意:

(1)       超声仪测时最小分度应为0.1μS;(2)测读声时时首波起点要仔细对准;(3)t0要标定准;(4)各种影响测量结果的因素,如测距、混凝土湿度、探头频率等影响都应考虑。

2.估计强度的变化

缺陷处的强度(不是泥砂)可按(1)式进行粗略估计,即:

声速减少1%,强度降低5%。

二、超声测试中的标准差与离差系数问题

1.分组抽样与单个抽样的标准差与离差系数

二者是不同的(图1),但有以下关系:

S=;CV=                                     (2)

式中  S、CV——单个抽样的标准差、离差系数

      S、cV分组抽样的标准差、离差系数

          n——每组中试件个数

n=1S= S,n越大,二者差别越大

2.超声测试获得的计算强度标准差是分组抽样的结果,取样试件是单个抽样的结果,二者是不同的,不能套用。测距越大,差别也越大。

二者关系如(2)式:CVˊ/ CV=1/


更不能用波速的标准差或离差系数来评判混凝土的匀质性。如前所述,波速的标准差或离差系数比强度标准差或离差系数小“b”倍。只能用于同测距下的相对比较。

三、关于不同类型的波

1. 不同类型波的波速

超声探头振动会发出各种类型的波。屏幕上的波只有正、负和振幅大小之分,如何来识别判断?不同类型的波其速度不同:

纵波速度 VP=                                            3

横波速度VS=                                                  4

表面波速度VR=                                              5

式中ρ——密度;E—— 杨氏模量;σ——泊松比

                                                           6

一般固体σ在0.3左右,,混凝土σ在0.2-0.3左右,-1.87因为

VR≈0.9VS,VP≈(1.8-2.0)VR                      

2.测试中的波形:


对测                             


. 用普通纵波探头测定表面波波速及弹性模量

1.用平测法进行多点测试,在坐标图上可获得二条直线,它们的斜率分别是混凝土纵波波(图5)

速、表面波波速。根据这二个波速,可求解

得混凝土的弹性模量和泊松比。

2.关于双探头测厚

如下图6所示,利用双探头测量,认为接收波中振幅

增大点是底面反射波的初至点,测定声时,从而计算出

厚度h值。

若忽略表面波,认为凡振幅突然增大并反相的波是底面反射波的到达是不全面的。若混凝土的按1.9计,当AB+BC<1.9AC时,波形突然增大和反相应是表面波的到达。当AB+BC=1.9AC时,底面反射波与表面波同时到达,此时,α角为58.5o,AC=1.2h。双探头测厚时,探头测距应大于板厚的1.2倍以上。

五、声测法灌注桩的几点体会

1.声测管接头的影响

振幅骤减,声时增大。

特点:(1)只有一个测点;(2)影响二个测试面;(3)探头扶正器可探测到。

2.斜测的重要性

声测管处常挂泥团,通过斜测(图7)可避免误判为成层状缺陷。

进一步发展就是层析成象(CT图)。图8是灌注桩中的一段的CT图。

图中红色区域正是泥砂团,声速3700m/s

3.二项指标判断

灌注桩检测中测量二项声学参数:声速和振幅。应充分利用这二项参数进行判断。

混凝土离析,石子沉降,砂浆多,声速低,但振幅不低,混凝土强度并不一定低。振幅低,声速不低,往往是混凝土气泡多,不一定是严重缺陷。只有声速、振幅, 均突降,才是夹泥、沉渣与断层。

5.波形反相:

探头靠声测管壁会发生这种情况,应加扶正器。

6.6db规定太严

测桩规程中把振幅小于平均振幅6db视为缺陷,似乎太严。新修订的测缺规程未采用。

7.尽量不要提测定强度,因为管距不准,波速测值有误差,相关曲线也没有。

8 灌注桩扫描测试及CT


六、低应变测桩的波速、超声测试波速、应力波波速

超声测试是体波,边界条件是被测试体的横截面尺寸〉〉波长。超声测试中波速为10cm左右。纵波波速 VP=

低应变测桩是声波在杆件中传播,边界条件是横截面尺寸〈〈波长。此时波长为10m。纵波波速 V0=,比超声测试的波速小许多。

以杆件中的波速按超声测试的fv关系推算强度是不对的。

块体(半无限大)中应力波波速与超声测试的波速关系大致为:

V=0.9~0.95V 。应力波速度略低与应力波频率低有关。

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