第四部分超聲法檢測(cè)砼缺陷

第一章前言

《超聲法檢測(cè)砼缺陷技術(shù)規(guī)程》

（CECS21：2000）2001年1月1日起執(zhí)行，

原《超聲法檢測(cè)砼缺陷技術(shù)規(guī)程》

（CECS21：90）同時(shí)費(fèi)止第四部分超聲法檢測(cè)砼缺陷

1第二章基礎(chǔ)知識(shí)一

關(guān)于缺陷1.缺陷的成因①施工原因：振搗不足、漏漿、鋼筋過(guò)密、骨料粒徑不合適；②因腐蝕或凍融形成的內(nèi)表及里的層狀疏松；③非外力作用形成的裂縫：溫度、干縮裂縫；④受外力作用產(chǎn)生的裂縫：吊裝2、缺陷的種類裂縫、空洞、蜂窩、表面損傷層、不良結(jié)合面第二章基礎(chǔ)知識(shí)一

關(guān)于缺陷23.本規(guī)程缺陷檢測(cè)的范圍①內(nèi)部空洞與不密實(shí)區(qū)的位置、范圍；②裂縫深度；③表面損傷層厚度；④不同時(shí)間澆筑的砼結(jié)合面質(zhì)量；⑤灌筑樁完整性；⑥鋼管砼內(nèi)部缺陷；3.本規(guī)程缺陷檢測(cè)的范圍3二、超聲測(cè)缺原理

1．基本原理：根據(jù)超聲波在砼傳播過(guò)程中，多種聲學(xué)參數(shù)的變化①聲時(shí)的變化—超聲波在遇到缺陷時(shí)產(chǎn)生繞射，聲時(shí)加長(zhǎng)，計(jì)算聲速降低②波幅的變化—超聲波在缺陷界面產(chǎn)生反射、散射，能量衰減，波幅降低③

主頻（或頻譜）的變化—聲波中各種頻率在遇到缺陷時(shí)衰減程度不同，高頻衰減大，使主頻下降（頻移）④

波形畸變—聲波在缺陷處發(fā)生波形轉(zhuǎn)換及迭加，使波形畸變二、超聲測(cè)缺原理1．基本原理：4a）正常波形b）畸變波a）正常波形5正常砼接收波形包絡(luò)線是半圓形有缺陷砼接收波形包絡(luò)線是喇叭形a）半圓形b）喇叭形正?；炷劣腥毕莼炷琳ｍ沤邮詹ㄐ伟j(luò)線是半圓形有缺陷砼接收波形包絡(luò)線是喇叭形62．砼超聲測(cè)缺與金屬探傷的不同:①砼材質(zhì)：非勻質(zhì)、復(fù)合介質(zhì)、彈塑性并存→衰減大，多種界面②測(cè)試精度受所使用聲波頻率的限制如聲波頻率50kHz聲速4000m/s；波長(zhǎng)λ≈8cm，判別出的缺陷應(yīng)大于8cm③按數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行測(cè)缺判斷，需多點(diǎn)測(cè)試，相對(duì)比較測(cè)試，一般難于單點(diǎn)判定④以透射法為主，反射法檢測(cè)相對(duì)難度大2．砼超聲測(cè)缺與金屬探傷的不同:7第三章裂縫深度檢測(cè)一、測(cè)縫的方法平測(cè)法—單面檢測(cè)，裂縫深度在50cm以下斜測(cè)法—有二個(gè)相互平行的測(cè)試表面孔中對(duì)測(cè)法，大體積砼，裂縫深度在50cm以上二、單面平測(cè)法

1.測(cè)縫的要求與限制：縫中無(wú)水、泥漿

裂縫不貫通

裂縫深度50cm以內(nèi)，否則信號(hào)太弱T、R換能器連線與鋼筋軸線不平行，最好成450第三章裂縫深度檢測(cè)82、測(cè)點(diǎn)布置方法

其中：l0i=li+|a|2、測(cè)點(diǎn)布置方法其中：93．聲時(shí)的測(cè)量：(1)不跨縫聲時(shí)測(cè)量（Li

，t0）對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，求出線性回歸方程：Li=a+b·ti對(duì)測(cè)距進(jìn)行修正L=Li

+|a|，計(jì)算砼聲速V=b

(2)

跨縫聲時(shí)測(cè)量（Li，ti）4．裂縫深度的計(jì)算原規(guī)程：新規(guī)程：將t0改為L(zhǎng)i/v的目的：①反相時(shí)的L與不跨縫時(shí)的L可能不對(duì)應(yīng)②不跨縫時(shí)各點(diǎn)的聲速值有差異3．聲時(shí)的測(cè)量：105．裂縫深度的判定①單點(diǎn)測(cè)試，不意味著多點(diǎn)平均一定能提高精度，關(guān)鍵要確定哪個(gè)狀態(tài)下測(cè)的最準(zhǔn)②首波反向5．裂縫深度的判定11實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，首波反相現(xiàn)象一般發(fā)生在換能器間距是縫深的1－1.5倍時(shí)若發(fā)現(xiàn)首波反相，則以此點(diǎn)及相鄰二點(diǎn)的h取平均首波反相的理論解釋待研究③若未發(fā)現(xiàn)首波反相，(可能由于鋼筋等影響)舍棄L＜h或L＞3h的數(shù)據(jù)后再取平均超聲波測(cè)試培訓(xùn)教材——超聲法檢測(cè)砼缺陷課件12三、雙面斜測(cè)法

主要用于檢測(cè)梁中或梁柱結(jié)合部位的裂縫是否貫通比較測(cè)線T、A（F），過(guò)縫與不過(guò)縫有沒(méi)有大的變化注意：測(cè)試參量要有可比性，除上述4點(diǎn)外還要求：各測(cè)線等長(zhǎng)，角度相同三、雙面斜測(cè)法主要用于檢測(cè)梁中或梁柱結(jié)合部位的裂縫是否貫通13四、鉆孔對(duì)測(cè)法

用于大體積砼，深縫1、縫二側(cè)鉆孔，間距約2M，孔深比縫深應(yīng)深約70cm以上，雙孔必須在裂縫兩側(cè)，平行。2、鉆取相同間距的對(duì)照孔，測(cè)取無(wú)裂縫混凝土的聲速3、測(cè)取并繪制H-A圖，波幅A達(dá)到最大并基本穩(wěn)定的深度既裂縫深度H四、鉆孔對(duì)測(cè)法用于大體積砼，深縫14第四章不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)一、不密實(shí)區(qū)：由振搗不足，漏漿，石子架空等產(chǎn)生的蜂窩或因缺少水泥形成的松散。二、基本原理1、超聲測(cè)缺的基本原理是由于缺陷的存在使聲參量發(fā)生變化，根據(jù)聲參量的變化判定缺陷，在聲波傳播過(guò)程中，如果遇到缺陷，聲參量的變化為：聲時(shí)延長(zhǎng)，聲速降低，波幅下降，主頻降低，波形畸變。第四章不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)152．超聲測(cè)缺的二個(gè)特點(diǎn)：間接測(cè)量對(duì)比性測(cè)試—多點(diǎn)測(cè)試3．砼作為非勻質(zhì)復(fù)合材質(zhì)，正常砼的質(zhì)量也會(huì)有正常的波動(dòng)，相應(yīng)的聲學(xué)參量也會(huì)有正常的離散，對(duì)聲參量要區(qū)分正常的離散和由缺陷引起的異常必須要有一個(gè)量化的判定標(biāo)準(zhǔn)4．在確定了聲參量異常點(diǎn)后，不能就簡(jiǎn)單地定為缺陷，還要多參量綜合分析并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況作出最后的判定。2．超聲測(cè)缺的二個(gè)特點(diǎn)：16三、測(cè)試方法及要求1．結(jié)合：施工情況，表觀檢查，委托方要求，結(jié)構(gòu)受力的重要程度，確定測(cè)試部位，測(cè)試區(qū)域要大于可疑區(qū)域。2．測(cè)試方案①

二對(duì)平行測(cè)試面，對(duì)測(cè)，如：立柱三、測(cè)試方法及要求1．結(jié)合：施工情況，表觀檢查，委托方要求17②

一對(duì)平行測(cè)試面，對(duì)測(cè)＋斜測(cè)，如：梁③

大體積砼鉆孔對(duì)測(cè)②

一對(duì)平行測(cè)試面，對(duì)測(cè)＋斜測(cè)，如：梁183．測(cè)試要求①表面處理②網(wǎng)格布置，間距一般10～30cm（行×列），對(duì)判定為異常點(diǎn)后，可局部加密③

測(cè)點(diǎn)數(shù)要足夠多，大于20～30個(gè)④多參數(shù)記錄，波形存貯，尤其是有疑問(wèn)的波形⑤

測(cè)試中保持測(cè)量系統(tǒng)與測(cè)量參數(shù)不變⑥換能器的選擇，在保證測(cè)試靈敏度條件下，選擇高的頻率為好3．測(cè)試要求①表面處理19四、聲參數(shù)異常值的判定1．異常值判定的原理—數(shù)理統(tǒng)計(jì)概率法：①

正常砼質(zhì)量的波動(dòng)由不可避免的隨機(jī)誤差引起，符合正態(tài)分布。認(rèn)為聲學(xué)參數(shù)也符合正態(tài)分布②缺陷由過(guò)失誤差（漏振、漏漿、架空）引起，不符合正態(tài)分布四、聲參數(shù)異常值的判定1．異常值判定的原理—數(shù)理統(tǒng)計(jì)概20③

判定缺陷的判斷值是區(qū)分隨機(jī)誤差與過(guò)失誤差的標(biāo)準(zhǔn)，凡低于判斷值的為異常值：④在正態(tài)分布中，平均值附近的值出現(xiàn)概率最大，遠(yuǎn)離平均值，出現(xiàn)次數(shù)下降，當(dāng)在n次測(cè)量中，可能出現(xiàn)的次數(shù)為1（即概率為1/n）時(shí)，為正常范圍允許的最小值。將此值定為判斷值，凡低于此值的測(cè)點(diǎn)即判定為異常值。N次測(cè)試中的單個(gè)異常點(diǎn)不可能出現(xiàn)的概率：P1=1/N，Xo=m－λ1·S③

判定缺陷的判斷值是區(qū)分隨機(jī)誤差與過(guò)失誤差的標(biāo)準(zhǔn)，凡低于判21注：正態(tài)分布的說(shuō)明

圖中，橫軸代表某種測(cè)試量，如聲速；縱軸代表各種測(cè)試值出現(xiàn)的概率

正態(tài)分布的特點(diǎn)：平均值出現(xiàn)的概率最大曲線左右對(duì)稱曲線與橫軸所包圍的面積為1某測(cè)值與曲線和橫軸所包圍的面積為小于此值的總概率平均值和標(biāo)準(zhǔn)差確定后曲線確定,標(biāo)準(zhǔn)差表示離散程度,標(biāo)準(zhǔn)差越小,曲線越瘦

-xxPX1注：正態(tài)分布的說(shuō)明-X1222．單個(gè)測(cè)點(diǎn)是否異常的判定①

按聲速大小，由大到小排序X1、X2、X3、…Xn、Xn+1…將明顯小的，如Xn、Xn+1…就視為可疑②

對(duì)X1…Xn計(jì)算，平均值m，標(biāo)準(zhǔn)差S判斷值Xo=m－λ1·S③

若Xn≤Xo則Xn、Xn+1…為異常判斷Xn之前的是否還有異常：將X1…Xn-1再計(jì)算，直至無(wú)異常值④

若Xn＞Xo，則Xn不是異常判斷Xn之后的是否還有非異常：將X1…Xn+1再計(jì)算，直至出現(xiàn)異常值2．單個(gè)測(cè)點(diǎn)是否異常的判定233．異常點(diǎn)的相鄰點(diǎn)是否異常的判定①平面網(wǎng)格狀測(cè)試時(shí)，N次測(cè)試中的相鄰二點(diǎn)異常點(diǎn)不可能出現(xiàn)的概率：對(duì)相鄰點(diǎn)是否異常的判斷值為Xo=m－λ2·S②單排測(cè)試（孔中測(cè)試）時(shí)，N次測(cè)試中的相鄰二點(diǎn)異常點(diǎn)不可能出現(xiàn)的概率：對(duì)相鄰點(diǎn)是否異常的判斷值為：Xo=m-λ3·S3．異常點(diǎn)的相鄰點(diǎn)是否異常的判定24

BBEACADC

a）b）a）一般構(gòu)件；b）孔（管）中BB254.可使用的聲參量：①

聲速：穩(wěn)定、重復(fù)性好，數(shù)據(jù)有可比性但對(duì)缺陷不夠敏感②

幅度：要求幅度值要有可比性:儀器、換能器、信號(hào)線等測(cè)試系統(tǒng)不變發(fā)射電壓、采樣頻率等測(cè)試參數(shù)不變測(cè)距相同、測(cè)試角度相同的數(shù)值才有可比性受表面耦合狀態(tài)的影響較大，要求耦合狀態(tài)良好、一致對(duì)缺陷很敏感③

頻率：測(cè)試較繁，用的不多原規(guī)程中還包括聲時(shí)參量，新規(guī)程因聲時(shí)與其他參數(shù)的判定方法不能一致而取消4.可使用的聲參量：265．使用概率法要求①

測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于20個(gè)②缺陷點(diǎn)不參加平均值m和標(biāo)準(zhǔn)差S的計(jì)算③對(duì)于整體質(zhì)量差的結(jié)構(gòu)，缺陷點(diǎn)過(guò)多，因判斷值過(guò)低，易產(chǎn)生漏判，可先在同條件（構(gòu)件、齡期、砼配比及用料、測(cè)距等條件相同）的正常砼上測(cè)試獲得正常砼的平均值m和標(biāo)準(zhǔn)差S并求得判斷值后再對(duì)缺陷砼判定5．使用概率法要求27第五章砼結(jié)合面質(zhì)量檢測(cè)一、砼結(jié)合面質(zhì)量原規(guī)程按《砼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定二次澆筑間隔時(shí)間大于3h為可疑結(jié)合面新規(guī)程指：一次澆筑砼已終凝，形成早期強(qiáng)度，表面處理不嚴(yán)格時(shí)，二次澆筑的結(jié)合面會(huì)形成結(jié)合不良，不具體規(guī)定澆筑間隔時(shí)間第五章砼結(jié)合面質(zhì)量檢測(cè)一、砼結(jié)合面質(zhì)量282．測(cè)試方法：

2．測(cè)試方法：29測(cè)試要點(diǎn)：①

查明結(jié)合面位置及走向，測(cè)線穿過(guò)結(jié)合面，垂直或斜穿測(cè)線要包括過(guò)結(jié)合面和不過(guò)結(jié)合面兩類②

測(cè)線要具有可比性：測(cè)試設(shè)備的狀態(tài)與參數(shù)相同測(cè)線的角度與測(cè)距相同，測(cè)距不宜過(guò)大，角度不宜過(guò)?、?/p>

因波幅是重要而敏感參數(shù),注意表面處理及耦合條件的一致④

測(cè)讀T、A、（F），記錄波形測(cè)試要點(diǎn)：①

查明結(jié)合面位置及走向，測(cè)線穿過(guò)結(jié)合面，30三、判定1．?dāng)?shù)據(jù)量足夠，結(jié)合面位置不清時(shí)，可采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法判定異常點(diǎn)2．結(jié)合面位置明確，過(guò)結(jié)合面與不過(guò)結(jié)合面的測(cè)試數(shù)據(jù)可區(qū)分，或數(shù)據(jù)量較少時(shí)，對(duì)比聲參數(shù)，明顯降低時(shí)為異常3．注意考察是否有其它因素造成聲參量的差異三、判定1．?dāng)?shù)據(jù)量足夠，結(jié)合面位置不清時(shí)，可采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方31第六章表面損傷層檢測(cè)一、表面損傷層：因受凍、高溫火燒、化學(xué)腐蝕等引起由表及里的表面損傷二、測(cè)試方法

原理：當(dāng)T、R較近時(shí)，首波聲時(shí)對(duì)應(yīng)由損傷層傳播的聲波當(dāng)T、R間距加大時(shí)，首波聲時(shí)為由正常砼傳播的聲波第六章表面損傷層檢測(cè)一、表面損傷層：32三、損傷層厚度計(jì)算

1、時(shí)-距圖：拐點(diǎn)前為損傷混凝土“時(shí)-距”圖，拐點(diǎn)后為無(wú)損傷混凝土“時(shí)-距”圖2、分別線性回歸損傷混凝土和無(wú)損傷混凝土的直線方程：損傷混凝土：L1=a1+b1*t無(wú)損傷混凝土:L2=a2+b2*t三、損傷層厚度計(jì)算33原規(guī)程用作圖法求損傷混凝土和無(wú)損傷混凝土的聲速，繁瑣且誤差大新規(guī)程改用線性回歸法3．計(jì)算時(shí)-距圖中直線轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的測(cè)距

4．計(jì)算損傷層厚度

原規(guī)程用作圖法求損傷混凝土和無(wú)損傷混凝土的聲速，繁瑣且誤差大34四、測(cè)試要求1．選用有代表性部位測(cè)試，測(cè)點(diǎn)表面平整干燥，無(wú)飾面層若表面有水或潮濕，使表面損傷層聲速提高，減小了與無(wú)損層的差異，造成誤差2．選用厚度換能器，主頻宜較低，主頻高則信號(hào)弱3．測(cè)點(diǎn)不宜少于6個(gè)4．選取有代表性部位，鑿開(kāi)或取芯驗(yàn)證四、測(cè)試要求1．選用有代表性部位測(cè)試，測(cè)點(diǎn)表面平35第七章灌柱樁砼缺陷一、灌注樁砼缺陷水下灌注樁的常見(jiàn)缺陷

樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)集中氣孔斷樁（火層）局部水泥或“縮頸”分散性泥團(tuán)或“蜂窩”樁底沉渣干孔灌注樁常見(jiàn)缺陷第七章灌柱樁砼缺陷一、灌注樁砼缺陷干孔灌注樁常見(jiàn)缺陷36二、超聲法檢測(cè)灌柱樁質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)1．結(jié)果準(zhǔn)確可靠2．不受樁長(zhǎng)、樁徑限制3．無(wú)盲區(qū)，聲測(cè)管范圍內(nèi)都可檢測(cè)，可測(cè)樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度4．樁頂不露出地面即可檢測(cè)，方便施工5．粗略估測(cè)砼強(qiáng)度二、超聲法檢測(cè)灌柱樁質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)37三、測(cè)試方法1．預(yù)埋聲測(cè)管①

聲測(cè)管材質(zhì)：鋼管、鋼質(zhì)波紋管、硬塑管（PVC）—透聲率大、便于安裝、費(fèi)用較低②

聲測(cè)管內(nèi)徑＞換能器外徑，一般φ30～φ50③

連接方法：外加套管—不漏漿、內(nèi)壁光滑、管底密封、各管間保持平行、接頭不用黃油④

固定方法：與鋼筋籠架綁扎固定⑤

個(gè)數(shù)：φ0.6M—φ1.0M雙管φ1.0M-φ2.5M三管φ2.5M以上四管三、測(cè)試方法38超聲波測(cè)試培訓(xùn)教材——超聲法檢測(cè)砼缺陷課件392．測(cè)試①

管內(nèi)注滿清水②

先用直徑明顯大于換能器的園鋼疏通聲測(cè)管,并記錄深度③

測(cè)聲測(cè)管間距④

對(duì)測(cè)T、R，同高度、同步等距，從上至下，或從下至上，測(cè)點(diǎn)間距200～500mm記錄聲參數(shù)及深度，測(cè)試中保持測(cè)試系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)不變對(duì)可疑點(diǎn)復(fù)測(cè)，對(duì)有問(wèn)題部位加密，及增加斜測(cè)2．測(cè)試①

管內(nèi)注滿清水403.測(cè)試方法同一根樁中有三根以上聲測(cè)管時(shí)，以每?jī)晒転橐粋€(gè)測(cè)試剖面，分別測(cè)試3.測(cè)試方法41四、數(shù)據(jù)處理

1．?dāng)?shù)據(jù)處理計(jì)算波速：v=l/t聲時(shí)初讀數(shù)t=t’-t00

—超聲系統(tǒng)聲時(shí)初讀數(shù)t0—鋼的聲速vg=5940m/s，水的聲速vw=1480m/s—徑向換能器直徑d，聲測(cè)管內(nèi)徑d1、外徑d22．繪制曲線繪制深度—聲速曲線深度—波幅曲線深度—Z曲線四、數(shù)據(jù)處理1．?dāng)?shù)據(jù)處理42五、缺陷的判斷1．

概率法：對(duì)同一根樁同一個(gè)剖面的V、A、F按測(cè)缺方法判定異常值2．

斜率法繪制Z-h曲線相鄰測(cè)點(diǎn)的斜率k=(ti-ti-1)/(di-di-1)

Z－H曲線的峰值部位可能是缺陷區(qū)或缺陷區(qū)的邊界斜率法中Z值主要取決于相鄰測(cè)點(diǎn)聲時(shí)之差，對(duì)于砼缺陷引起的聲時(shí)突變反映明顯，而對(duì)于因聲測(cè)管不平行造成聲時(shí)的緩慢漸變則不敏感，從而可以削弱因聲測(cè)管不平行造成測(cè)試誤差的干擾。五、缺陷的判斷43六、由聲速離差系數(shù)判定砼勻質(zhì)性的優(yōu)劣，但不代表砼強(qiáng)度的高低聲速離差系數(shù)Cv=S/vm七、對(duì)樁完整性的評(píng)價(jià)六、由聲速離差系數(shù)判定砼勻質(zhì)性的優(yōu)劣，但不代表砼強(qiáng)度的高低44第八章鋼管砼缺陷

一、測(cè)試方法

徑向?qū)y(cè)，等間距環(huán)線，環(huán)線間距150～300mm第八章鋼管砼缺陷一、測(cè)試方法45二、按數(shù)理統(tǒng)計(jì)法分析判定缺陷當(dāng)數(shù)據(jù)較少時(shí)，可用聲參量對(duì)比判定三、測(cè)試要求1．避免聲波沿鋼管傳播，應(yīng)行敲擊檢驗(yàn)鋼管與砼是否膠結(jié)良好，舍去膠結(jié)不良的測(cè)點(diǎn)2．鋼管外表面無(wú)繡蝕3．大直徑鋼管砼，可預(yù)埋聲測(cè)管二、按數(shù)理統(tǒng)計(jì)法分析判定缺陷46第四部分超聲法檢測(cè)砼缺陷

第一章前言

《超聲法檢測(cè)砼缺陷技術(shù)規(guī)程》

（CECS21：2000）2001年1月1日起執(zhí)行，

原《超聲法檢測(cè)砼缺陷技術(shù)規(guī)程》

（CECS21：90）同時(shí)費(fèi)止第四部分超聲法檢測(cè)砼缺陷

47第二章基礎(chǔ)知識(shí)一

關(guān)于缺陷1.缺陷的成因①施工原因：振搗不足、漏漿、鋼筋過(guò)密、骨料粒徑不合適；②因腐蝕或凍融形成的內(nèi)表及里的層狀疏松；③非外力作用形成的裂縫：溫度、干縮裂縫；④受外力作用產(chǎn)生的裂縫：吊裝2、缺陷的種類裂縫、空洞、蜂窩、表面損傷層、不良結(jié)合面第二章基礎(chǔ)知識(shí)一

關(guān)于缺陷483.本規(guī)程缺陷檢測(cè)的范圍①內(nèi)部空洞與不密實(shí)區(qū)的位置、范圍；②裂縫深度；③表面損傷層厚度；④不同時(shí)間澆筑的砼結(jié)合面質(zhì)量；⑤灌筑樁完整性；⑥鋼管砼內(nèi)部缺陷；3.本規(guī)程缺陷檢測(cè)的范圍49二、超聲測(cè)缺原理

1．基本原理：根據(jù)超聲波在砼傳播過(guò)程中，多種聲學(xué)參數(shù)的變化①聲時(shí)的變化—超聲波在遇到缺陷時(shí)產(chǎn)生繞射，聲時(shí)加長(zhǎng)，計(jì)算聲速降低②波幅的變化—超聲波在缺陷界面產(chǎn)生反射、散射，能量衰減，波幅降低③

主頻（或頻譜）的變化—聲波中各種頻率在遇到缺陷時(shí)衰減程度不同，高頻衰減大，使主頻下降（頻移）④

波形畸變—聲波在缺陷處發(fā)生波形轉(zhuǎn)換及迭加，使波形畸變二、超聲測(cè)缺原理1．基本原理：50a）正常波形b）畸變波a）正常波形51正常砼接收波形包絡(luò)線是半圓形有缺陷砼接收波形包絡(luò)線是喇叭形a）半圓形b）喇叭形正?；炷劣腥毕莼炷琳ｍ沤邮詹ㄐ伟j(luò)線是半圓形有缺陷砼接收波形包絡(luò)線是喇叭形522．砼超聲測(cè)缺與金屬探傷的不同:①砼材質(zhì)：非勻質(zhì)、復(fù)合介質(zhì)、彈塑性并存→衰減大，多種界面②測(cè)試精度受所使用聲波頻率的限制如聲波頻率50kHz聲速4000m/s；波長(zhǎng)λ≈8cm，判別出的缺陷應(yīng)大于8cm③按數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行測(cè)缺判斷，需多點(diǎn)測(cè)試，相對(duì)比較測(cè)試，一般難于單點(diǎn)判定④以透射法為主，反射法檢測(cè)相對(duì)難度大2．砼超聲測(cè)缺與金屬探傷的不同:53第三章裂縫深度檢測(cè)一、測(cè)縫的方法平測(cè)法—單面檢測(cè)，裂縫深度在50cm以下斜測(cè)法—有二個(gè)相互平行的測(cè)試表面孔中對(duì)測(cè)法，大體積砼，裂縫深度在50cm以上二、單面平測(cè)法

1.測(cè)縫的要求與限制：縫中無(wú)水、泥漿

裂縫不貫通

裂縫深度50cm以內(nèi)，否則信號(hào)太弱T、R換能器連線與鋼筋軸線不平行，最好成450第三章裂縫深度檢測(cè)542、測(cè)點(diǎn)布置方法

其中：l0i=li+|a|2、測(cè)點(diǎn)布置方法其中：553．聲時(shí)的測(cè)量：(1)不跨縫聲時(shí)測(cè)量（Li

，t0）對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，求出線性回歸方程：Li=a+b·ti對(duì)測(cè)距進(jìn)行修正L=Li

+|a|，計(jì)算砼聲速V=b

(2)

跨縫聲時(shí)測(cè)量（Li，ti）4．裂縫深度的計(jì)算原規(guī)程：新規(guī)程：將t0改為L(zhǎng)i/v的目的：①反相時(shí)的L與不跨縫時(shí)的L可能不對(duì)應(yīng)②不跨縫時(shí)各點(diǎn)的聲速值有差異3．聲時(shí)的測(cè)量：565．裂縫深度的判定①單點(diǎn)測(cè)試，不意味著多點(diǎn)平均一定能提高精度，關(guān)鍵要確定哪個(gè)狀態(tài)下測(cè)的最準(zhǔn)②首波反向5．裂縫深度的判定57實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，首波反相現(xiàn)象一般發(fā)生在換能器間距是縫深的1－1.5倍時(shí)若發(fā)現(xiàn)首波反相，則以此點(diǎn)及相鄰二點(diǎn)的h取平均首波反相的理論解釋待研究③若未發(fā)現(xiàn)首波反相，(可能由于鋼筋等影響)舍棄L＜h或L＞3h的數(shù)據(jù)后再取平均超聲波測(cè)試培訓(xùn)教材——超聲法檢測(cè)砼缺陷課件58三、雙面斜測(cè)法

主要用于檢測(cè)梁中或梁柱結(jié)合部位的裂縫是否貫通比較測(cè)線T、A（F），過(guò)縫與不過(guò)縫有沒(méi)有大的變化注意：測(cè)試參量要有可比性，除上述4點(diǎn)外還要求：各測(cè)線等長(zhǎng)，角度相同三、雙面斜測(cè)法主要用于檢測(cè)梁中或梁柱結(jié)合部位的裂縫是否貫通59四、鉆孔對(duì)測(cè)法

用于大體積砼，深縫1、縫二側(cè)鉆孔，間距約2M，孔深比縫深應(yīng)深約70cm以上，雙孔必須在裂縫兩側(cè)，平行。2、鉆取相同間距的對(duì)照孔，測(cè)取無(wú)裂縫混凝土的聲速3、測(cè)取并繪制H-A圖，波幅A達(dá)到最大并基本穩(wěn)定的深度既裂縫深度H四、鉆孔對(duì)測(cè)法用于大體積砼，深縫60第四章不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)一、不密實(shí)區(qū)：由振搗不足，漏漿，石子架空等產(chǎn)生的蜂窩或因缺少水泥形成的松散。二、基本原理1、超聲測(cè)缺的基本原理是由于缺陷的存在使聲參量發(fā)生變化，根據(jù)聲參量的變化判定缺陷，在聲波傳播過(guò)程中，如果遇到缺陷，聲參量的變化為：聲時(shí)延長(zhǎng)，聲速降低，波幅下降，主頻降低，波形畸變。第四章不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)612．超聲測(cè)缺的二個(gè)特點(diǎn)：間接測(cè)量對(duì)比性測(cè)試—多點(diǎn)測(cè)試3．砼作為非勻質(zhì)復(fù)合材質(zhì)，正常砼的質(zhì)量也會(huì)有正常的波動(dòng)，相應(yīng)的聲學(xué)參量也會(huì)有正常的離散，對(duì)聲參量要區(qū)分正常的離散和由缺陷引起的異常必須要有一個(gè)量化的判定標(biāo)準(zhǔn)4．在確定了聲參量異常點(diǎn)后，不能就簡(jiǎn)單地定為缺陷，還要多參量綜合分析并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況作出最后的判定。2．超聲測(cè)缺的二個(gè)特點(diǎn)：62三、測(cè)試方法及要求1．結(jié)合：施工情況，表觀檢查，委托方要求，結(jié)構(gòu)受力的重要程度，確定測(cè)試部位，測(cè)試區(qū)域要大于可疑區(qū)域。2．測(cè)試方案①

二對(duì)平行測(cè)試面，對(duì)測(cè)，如：立柱三、測(cè)試方法及要求1．結(jié)合：施工情況，表觀檢查，委托方要求63②

一對(duì)平行測(cè)試面，對(duì)測(cè)＋斜測(cè)，如：梁③

大體積砼鉆孔對(duì)測(cè)②

一對(duì)平行測(cè)試面，對(duì)測(cè)＋斜測(cè)，如：梁643．測(cè)試要求①表面處理②網(wǎng)格布置，間距一般10～30cm（行×列），對(duì)判定為異常點(diǎn)后，可局部加密③

測(cè)點(diǎn)數(shù)要足夠多，大于20～30個(gè)④多參數(shù)記錄，波形存貯，尤其是有疑問(wèn)的波形⑤

測(cè)試中保持測(cè)量系統(tǒng)與測(cè)量參數(shù)不變⑥換能器的選擇，在保證測(cè)試靈敏度條件下，選擇高的頻率為好3．測(cè)試要求①表面處理65四、聲參數(shù)異常值的判定1．異常值判定的原理—數(shù)理統(tǒng)計(jì)概率法：①

正常砼質(zhì)量的波動(dòng)由不可避免的隨機(jī)誤差引起，符合正態(tài)分布。認(rèn)為聲學(xué)參數(shù)也符合正態(tài)分布②缺陷由過(guò)失誤差（漏振、漏漿、架空）引起，不符合正態(tài)分布四、聲參數(shù)異常值的判定1．異常值判定的原理—數(shù)理統(tǒng)計(jì)概66③

判定缺陷的判斷值是區(qū)分隨機(jī)誤差與過(guò)失誤差的標(biāo)準(zhǔn)，凡低于判斷值的為異常值：④在正態(tài)分布中，平均值附近的值出現(xiàn)概率最大，遠(yuǎn)離平均值，出現(xiàn)次數(shù)下降，當(dāng)在n次測(cè)量中，可能出現(xiàn)的次數(shù)為1（即概率為1/n）時(shí)，為正常范圍允許的最小值。將此值定為判斷值，凡低于此值的測(cè)點(diǎn)即判定為異常值。N次測(cè)試中的單個(gè)異常點(diǎn)不可能出現(xiàn)的概率：P1=1/N，Xo=m－λ1·S③

判定缺陷的判斷值是區(qū)分隨機(jī)誤差與過(guò)失誤差的標(biāo)準(zhǔn)，凡低于判67注：正態(tài)分布的說(shuō)明

圖中，橫軸代表某種測(cè)試量，如聲速；縱軸代表各種測(cè)試值出現(xiàn)的概率

正態(tài)分布的特點(diǎn)：平均值出現(xiàn)的概率最大曲線左右對(duì)稱曲線與橫軸所包圍的面積為1某測(cè)值與曲線和橫軸所包圍的面積為小于此值的總概率平均值和標(biāo)準(zhǔn)差確定后曲線確定,標(biāo)準(zhǔn)差表示離散程度,標(biāo)準(zhǔn)差越小,曲線越瘦

-xxPX1注：正態(tài)分布的說(shuō)明-X1682．單個(gè)測(cè)點(diǎn)是否異常的判定①

按聲速大小，由大到小排序X1、X2、X3、…Xn、Xn+1…將明顯小的，如Xn、Xn+1…就視為可疑②

對(duì)X1…Xn計(jì)算，平均值m，標(biāo)準(zhǔn)差S判斷值Xo=m－λ1·S③

若Xn≤Xo則Xn、Xn+1…為異常判斷Xn之前的是否還有異常：將X1…Xn-1再計(jì)算，直至無(wú)異常值④

若Xn＞Xo，則Xn不是異常判斷Xn之后的是否還有非異常：將X1…Xn+1再計(jì)算，直至出現(xiàn)異常值2．單個(gè)測(cè)點(diǎn)是否異常的判定693．異常點(diǎn)的相鄰點(diǎn)是否異常的判定①平面網(wǎng)格狀測(cè)試時(shí)，N次測(cè)試中的相鄰二點(diǎn)異常點(diǎn)不可能出現(xiàn)的概率：對(duì)相鄰點(diǎn)是否異常的判斷值為Xo=m－λ2·S②單排測(cè)試（孔中測(cè)試）時(shí)，N次測(cè)試中的相鄰二點(diǎn)異常點(diǎn)不可能出現(xiàn)的概率：對(duì)相鄰點(diǎn)是否異常的判斷值為：Xo=m-λ3·S3．異常點(diǎn)的相鄰點(diǎn)是否異常的判定70

BBEACADC

a）b）a）一般構(gòu)件；b）孔（管）中BB714.可使用的聲參量：①

聲速：穩(wěn)定、重復(fù)性好，數(shù)據(jù)有可比性但對(duì)缺陷不夠敏感②

幅度：要求幅度值要有可比性:儀器、換能器、信號(hào)線等測(cè)試系統(tǒng)不變發(fā)射電壓、采樣頻率等測(cè)試參數(shù)不變測(cè)距相同、測(cè)試角度相同的數(shù)值才有可比性受表面耦合狀態(tài)的影響較大，要求耦合狀態(tài)良好、一致對(duì)缺陷很敏感③

頻率：測(cè)試較繁，用的不多原規(guī)程中還包括聲時(shí)參量，新規(guī)程因聲時(shí)與其他參數(shù)的判定方法不能一致而取消4.可使用的聲參量：725．使用概率法要求①

測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于20個(gè)②缺陷點(diǎn)不參加平均值m和標(biāo)準(zhǔn)差S的計(jì)算③對(duì)于整體質(zhì)量差的結(jié)構(gòu)，缺陷點(diǎn)過(guò)多，因判斷值過(guò)低，易產(chǎn)生漏判，可先在同條件（構(gòu)件、齡期、砼配比及用料、測(cè)距等條件相同）的正常砼上測(cè)試獲得正常砼的平均值m和標(biāo)準(zhǔn)差S并求得判斷值后再對(duì)缺陷砼判定5．使用概率法要求73第五章砼結(jié)合面質(zhì)量檢測(cè)一、砼結(jié)合面質(zhì)量原規(guī)程按《砼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定二次澆筑間隔時(shí)間大于3h為可疑結(jié)合面新規(guī)程指：一次澆筑砼已終凝，形成早期強(qiáng)度，表面處理不嚴(yán)格時(shí)，二次澆筑的結(jié)合面會(huì)形成結(jié)合不良，不具體規(guī)定澆筑間隔時(shí)間第五章砼結(jié)合面質(zhì)量檢測(cè)一、砼結(jié)合面質(zhì)量742．測(cè)試方法：

2．測(cè)試方法：75測(cè)試要點(diǎn)：①

查明結(jié)合面位置及走向，測(cè)線穿過(guò)結(jié)合面，垂直或斜穿測(cè)線要包括過(guò)結(jié)合面和不過(guò)結(jié)合面兩類②

測(cè)線要具有可比性：測(cè)試設(shè)備的狀態(tài)與參數(shù)相同測(cè)線的角度與測(cè)距相同，測(cè)距不宜過(guò)大，角度不宜過(guò)?、?/p>

因波幅是重要而敏感參數(shù),注意表面處理及耦合條件的一致④

測(cè)讀T、A、（F），記錄波形測(cè)試要點(diǎn)：①

查明結(jié)合面位置及走向，測(cè)線穿過(guò)結(jié)合面，76三、判定1．?dāng)?shù)據(jù)量足夠，結(jié)合面位置不清時(shí)，可采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法判定異常點(diǎn)2．結(jié)合面位置明確，過(guò)結(jié)合面與不過(guò)結(jié)合面的測(cè)試數(shù)據(jù)可區(qū)分，或數(shù)據(jù)量較少時(shí)，對(duì)比聲參數(shù)，明顯降低時(shí)為異常3．注意考察是否有其它因素造成聲參量的差異三、判定1．?dāng)?shù)據(jù)量足夠，結(jié)合面位置不清時(shí)，可采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方77第六章表面損傷層檢測(cè)一、表面損傷層：因受凍、高溫火燒、化學(xué)腐蝕等引起由表及里的表面損傷二、測(cè)試方法

原理：當(dāng)T、R較近時(shí)，首波聲時(shí)對(duì)應(yīng)由損傷層傳播的聲波當(dāng)T、R間距加大時(shí)，首波聲時(shí)為由正常砼傳播的聲波第六章表面損傷層檢測(cè)一、表面損傷層：78三、損傷層厚度計(jì)算

1、時(shí)-距圖：拐點(diǎn)前為損傷混凝土“時(shí)-距”圖，拐點(diǎn)后為無(wú)損傷混凝土“時(shí)-距”圖2、分別線性回歸損傷混凝土和無(wú)損傷混凝土的直線方程：損傷混凝土：L1=a1+b1*t無(wú)損傷混凝土:L2=a2+b2*t三、損傷層厚度計(jì)算79原規(guī)程用作圖法求損傷混凝土和無(wú)損傷混凝土的聲速，繁瑣且誤差大新規(guī)程改用線性回歸法3．計(jì)算時(shí)-距圖中直線轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的測(cè)距

4．計(jì)算損傷層厚度

原規(guī)程用作圖法求損傷混凝土和無(wú)損傷混凝土的聲速，繁瑣且誤差大80四、測(cè)試要求1．選用有代表性部位測(cè)試，測(cè)點(diǎn)表面平整干燥，無(wú)飾面層若表面有水或潮濕，使表面損傷層聲速提高，減小了與無(wú)損層的差異，造成誤差2．選用厚度換能器，主頻宜較低，主頻高則信號(hào)弱3．測(cè)點(diǎn)不宜少于6個(gè)4．選取有代表性部位，鑿開(kāi)或取芯驗(yàn)證四、測(cè)試要求1．選用有代表性部位測(cè)試，測(cè)點(diǎn)表面平81第七章灌柱樁砼缺陷一、灌注樁砼缺陷水下灌注樁的常見(jiàn)缺陷

樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)集中氣孔斷樁（火層）局部水泥或“縮頸”