声波透射原理1.ppt

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1、第二部分第二部分第二部分第二部分 声波透射法检测技术声波透射法检测技术声波透射法检测技术声波透射法检测技术一、声学参数与混凝土凝土质量的关系一、声学参数与混凝土凝土质量的关系一、声学参数与混凝土凝土质量的关系一、声学参数与混凝土凝土质量的关系1 1、声波波速与混凝土质量的关系声波波速与混凝土质量的关系声波波速与混凝土质量的关系声波波速与混凝土质量的关系 与砼强度的关系：波速与砼强度的关系：波速（砼）弹性（砼）弹性强度强度n n 存在相关性，但关系不完全稳定，受多种因素影响存在相关性，但关系不完全稳定，受多种因素影响（材料性质、配合、龄期、环境、施工工期）（材料性质、配合、龄期、环境、施工工期）

2、n n对同一个工地波速高低基本上可以反映混凝土强度的高低。对同一个工地波速高低基本上可以反映混凝土强度的高低。1砼内部缺陷对声波波速的影响：砼内部缺陷对声波波速的影响：缺陷类型：空洞、松散材料缺陷类型：空洞、松散材料空洞：砼空洞：砼/空气界面空气界面 波绕射波绕射 声时声时 声速声速 松散材料：砼松散材料：砼/松散材料界面松散材料界面 部分波绕射部分波绕射声时声时 声速声速 部分波透射部分波透射声时声时 声速声速 n n结论：结论：在有缺陷部位测得的在有缺陷部位测得的声时比正常部位大，声速比声时比正常部位大，声速比正常部位小正常部位小22 2、声波波幅与砼质量的关系声波波幅与砼质量的关系声波波

3、幅与砼质量的关系声波波幅与砼质量的关系n n 声波波幅：表示声波能量变化的指标，与砼的粘塑性有声波波幅：表示声波能量变化的指标，与砼的粘塑性有关关n n 在有缺陷部位测得的波幅比正常部位小在有缺陷部位测得的波幅比正常部位小n n 波幅通常以首波（即接收信号的前半个周期）的波幅为波幅通常以首波（即接收信号的前半个周期）的波幅为准准3 3、接收波频率（主频率）变化与砼质量的关系接收波频率（主频率）变化与砼质量的关系接收波频率（主频率）变化与砼质量的关系接收波频率（主频率）变化与砼质量的关系n n 接收波频率通常以首波第一个周期为准接收波频率通常以首波第一个周期为准n n 在有缺陷部位测得的接收波频

4、率较正常部位降低明显在有缺陷部位测得的接收波频率较正常部位降低明显（频漂更明显）（频漂更明显）n n（反映介质对声波的衰减作用）（反映介质对声波的衰减作用）34 4、波形变化与砼质量的关系波形变化与砼质量的关系波形变化与砼质量的关系波形变化与砼质量的关系n n 有缺陷部位有缺陷部位反射、折射严重（叠加）反射、折射严重（叠加）波形畸形明显波形畸形明显严重。严重。(1)(1)正常位置接收波波形：正常位置接收波波形：n n首波陡峭，振幅大首波陡峭，振幅大 n n第一个周期的后半周即达到较高振幅，包络线呈半圆形第一个周期的后半周即达到较高振幅，包络线呈半圆形n n第一个周期的波无畸变。第一个周期的波无

5、畸变。(2)(2)缺陷位置接收波波形：缺陷位置接收波波形：n n首波平缓，振幅小首波平缓，振幅小n n波幅增加慢，包络线呈喇叭形波幅增加慢，包络线呈喇叭形n n 第一、二个周期的波形有畸度第一、二个周期的波形有畸度n n 当缺陷严重且范围大时，无法接收声波。当缺陷严重且范围大时，无法接收声波。目前，对波形畸变的分析尚且处于经验性的定性分析阶段。目前，对波形畸变的分析尚且处于经验性的定性分析阶段。455 5、判定砼质量的几种声学参数的比较判定砼质量的几种声学参数的比较判定砼质量的几种声学参数的比较判定砼质量的几种声学参数的比较 声速：声速：声速：声速：测试值稳定，重复性较好，受非缺陷因素影响小测

6、试值稳定，重复性较好，受非缺陷因素影响小n n主要参数：在同一桩的不同剖面及同一工程中的不同桩之主要参数：在同一桩的不同剖面及同一工程中的不同桩之间比较，反映砼的弹性性质具有明确的物理意义，与砼强间比较，反映砼的弹性性质具有明确的物理意义，与砼强度有一定的相关性。度有一定的相关性。n n缺点：对缺陷的敏感性不及波幅缺点：对缺陷的敏感性不及波幅 接收波波幅（首波波值）接收波波幅（首波波值）接收波波幅（首波波值）接收波波幅（首波波值）：n n 重要参数：重要参数：n n对缺陷敏感。对缺陷敏感。n n缺点：不稳定，受非缺陷因素影响大（测试系统性能、换缺点：不稳定，受非缺陷因素影响大（测试系统性能、换

7、能器耦合状况、测距等），物理意义不明确，是相对比较能器耦合状况、测距等），物理意义不明确，是相对比较量，只能用于相对比较（同一剖面，不同测点）量，只能用于相对比较（同一剖面，不同测点）,不同剖不同剖面无可比性面无可比性 6 接收波主频：接收波主频：接收波主频：接收波主频：n n主频漂移指标仅作为声速，波幅的辅助判据。主频漂移指标仅作为声速，波幅的辅助判据。n n 稳定性不及声速，缺陷敏感性不及波幅，只能用于相对稳定性不及声速，缺陷敏感性不及波幅，只能用于相对比较（同一剖面，不同测点）比较（同一剖面，不同测点）不同剖面无可比性不同剖面无可比性接收波波形：接收波波形：接收波波形：接收波波形：n n

8、仅作为声速，波幅的辅助判据重要参考。仅作为声速，波幅的辅助判据重要参考。n n对缺陷较敏感，是透过声测管间各种传播路径的声波能量对缺陷较敏感，是透过声测管间各种传播路径的声波能量的一个总体反映，影响区域大于首波的一个总体反映，影响区域大于首波.。n n只能做定性分析只能做定性分析7二、现场检测二、现场检测二、现场检测二、现场检测1 1、声测管的埋设与要求、声测管的埋设与要求、声测管的埋设与要求、声测管的埋设与要求n n作用：径向换能量的通道，数量决定了检测剖面的个数与作用：径向换能量的通道，数量决定了检测剖面的个数与检测精度；检测精度；n n要求声测管之间应保持平行（对测试结果有很大影响）要求

9、声测管之间应保持平行（对测试结果有很大影响）n n（1 1）数量及布置）数量及布置n n数量由桩直径大小决定：数量由桩直径大小决定：n n直径直径 声测管数量声测管数量 布置方式布置方式n nD=800mm 2 D=800mm 2 沿直径布置沿直径布置n n800=D2000mm 3 800=D2000mm 4 D2000mm 4 呈四方形布置呈四方形布置8编号方法：沿箭头所指方向开始将声测管沿顺时针方向编号编号方法：沿箭头所指方向开始将声测管沿顺时针方向编号n n作用：作用：便于对受检桩复检便于对受检桩复检n n便于对缺陷方位定位，为验证试验或桩身补强说明方向便于对缺陷方位定位，为验证试验或

10、桩身补强说明方向92 2、管材：、管材：、管材：、管材：钢管、钢质波纹管、塑料管钢管、钢质波纹管、塑料管3 3种种n n钢管：钢管：优点：便于安装，刚度大，与砼粘结好，可替代钢筋，优点：便于安装，刚度大，与砼粘结好，可替代钢筋，缺点：成本高缺点：成本高n n钢质波纹管：钢质波纹管：优点：重量轻、管壁薄、钢材省、抗渗、耐压、强度高、柔性优点：重量轻、管壁薄、钢材省、抗渗、耐压、强度高、柔性好、价格低等。好、价格低等。缺点：注意保持平直。缺点：注意保持平直。n n塑料管：塑料管：优点：重量轻、透声率较高，价格低优点：重量轻、透声率较高，价格低 缺点：易破碎，和砼粘结不好，使用缺点：易破碎，和砼粘结

11、不好，使用 800800的直径；的直径；103 3、检测前对砼龄期的要求：、检测前对砼龄期的要求：、检测前对砼龄期的要求：、检测前对砼龄期的要求：n n规范规范：设计强度的设计强度的70%70%，且不小于，且不小于15MPa15MPa，一般，一般10-10-1515天。天。n n原因：原因：检测时应力很小；检测时应力很小；n n检测不涉及砼强度问题；检测不涉及砼强度问题；114 4、检测步骤：、检测步骤：、检测步骤：、检测步骤：平测普查；平测普查；异常点细测（加密平测、异常点细测（加密平测、斜测、扇形细测）斜测、扇形细测）平测普查：平测普查：平测普查：平测普查：（a a）检测剖面编码；）检测剖

12、面编码；（b b）将发、收换能置于预定位置；）将发、收换能置于预定位置；（c c）自下而上按步长（一般）自下而上按步长（一般 250mm250mm）向上）向上提升，记录测量的声波曲线，读取声提升，记录测量的声波曲线，读取声参数；参数；（d d）注意同一桩的检测过程中应保持声波）注意同一桩的检测过程中应保持声波发射电压和改变设置参数应保持不变，发射电压和改变设置参数应保持不变，使声参数具有可比性。使声参数具有可比性。12对可疑测点的细测对可疑测点的细测对可疑测点的细测对可疑测点的细测：（a a）进行加密平测：）进行加密平测：（步长（步长10-20cm10-20cm），确定异常部位的），确定异常部

13、位的纵向范围；纵向范围；（b b）斜测进一步确定缺陷的范围。）斜测进一步确定缺陷的范围。（c c）斜测分为单项斜测和交叉斜测；）斜测分为单项斜测和交叉斜测；（d d）斜测时要求换能面中心连线与）斜测时要求换能面中心连线与水平面夹角不能太大，一般水平面夹角不能太大，一般30-30-4040。1314对桩身缺陷在桩横截面上得分布情况的推断。对桩身缺陷在桩横截面上得分布情况的推断。对桩身缺陷在桩横截面上得分布情况的推断。对桩身缺陷在桩横截面上得分布情况的推断。n n综合分析各个检测剖面在同一高程或邻近高程上的测点的综合分析各个检测剖面在同一高程或邻近高程上的测点的测试结果来推断桩身缺陷在空间的分布。测试结果来推断桩身缺陷在空间的分布。n n桩身缺陷纵向尺寸可以比较准确检测，因为测点间距可以桩身缺陷纵向尺寸可以比较准确检测，因为测点间距可以任意小，所以在桩身纵剖面上可以有任意多条测线。任意小，所以在桩身纵剖面上可以有任意多条测线。n n桩身缺陷在横截面上的分布只是一个粗略的推断。桩身缺陷在横截面上的分布只是一个粗略的推断。15 谢谢!16