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混凝土中使用超声波检测裂缝的方法一、前言混凝土是我们建筑中常用的材料，但长期使用后会出现裂缝，这会影响混凝土的强度和稳定性。
因此，混凝土结构的检测和维护变得非常重要。
超声波检测作为一种非破坏性检测方法，已经广泛应用于混凝土结构的检测中。
在本文中，我们将详细介绍超声波检测裂缝的方法。
二、超声波检测混凝土中裂缝的原理混凝土是一种均质材料，它的声波传播速度与密度和弹性模量有关。
当混凝土中存在裂缝时，声波的传播速度会受到影响，其传播路径也会发生变化。
因此，通过测量声波传播速度和路径，可以检测混凝土中的裂缝。
三、超声波检测混凝土中裂缝的步骤1. 准备工作超声波检测需要专用的仪器，包括超声波探头、发生器、接收器等。
在进行检测前，需要对仪器进行校准，确保其精度和准确性。
2. 选择检测位置根据需要检测的混凝土结构的不同部位，选择合适的位置进行检测。
通常选择混凝土表面附近的位置，或者在混凝土结构的内部进行检测。
3. 超声波探头的安装将超声波探头安装到需要检测的位置上，确保其与混凝土表面垂直，并保持一定的距离。
探头的位置和角度需要根据具体情况进行调整，以确保可以获得最佳的检测结果。
4. 发生器和接收器的设置设置发生器和接收器的参数，包括发射频率、接收灵敏度等，以确保可以获得清晰的信号。
5. 进行检测启动仪器，将超声波发射到混凝土结构中。
当声波遇到裂缝时，其传播路径和速度会发生变化，从而产生反射。
接收器可以检测到这些反射信号，并将其转换为数字信号。
通过分析这些信号，可以确定裂缝的位置、大小和形状。
6. 分析数据将检测得到的数据进行分析和处理，确定混凝土结构中的裂缝位置和大小。
根据检测结果，可以采取相应的维修措施，以保证混凝土结构的强度和稳定性。
四、超声波检测混凝土中裂缝的注意事项1. 仪器的校准和维护非常重要，需要定期检查和维修，以确保其精度和准确性。
2. 在进行检测前，需要对混凝土结构进行清洁和处理，以确保能够获得清晰的信号。
混凝土结构裂缝宽度和深度检测方法一般来说，大部分结构裂缝不影响结构的承载力，但是有些裂缝会造成质量隐患，破坏使用功能，影响使用寿命。
针对混凝土裂缝的危害,阐述了混凝土裂缝检测的方法。
强调了在实际工程中对结构裂缝检测安全的研究十分有重要。
标签：混凝土；裂缝；宽度检测、深度检测；引言：混凝土裂缝检测的内容主要包括裂缝的位置、形态、分布特征、宽度、长度、深度、走向、数量、裂缝发生及开展的时间过程、是否稳定、裂缝内是否有渗出物、裂缝周围混凝土表观质量情况等。
裂缝的位置、数量、走向一般来用照片和绘制裂缝展开图等形式记录，长度用直尺、钢尺进行测量，下面着重介绍裂缝的宽度和深度的检测方法。
1 裂缝宽度检测方法裂缝宽度的量测常用读数显微镜，它是由光学透镜与游标刻度等组成的复合仪器。
其最小刻度值要求不大于0.05mm。
其次，也有用印刷有不同宽度线条的裂缝标准宽度板（裂缝卡）与裂缝对比测量；或用一组具有不同标准厚度的塞尺进行试插对比，刚好插入裂缝的塞尺厚度，即裂缝宽度。
后二法较简便，但能满足一定要求。
一般常有的裂缝宽度检测方法有以下几种：1.1 脆漆涂层法脆漆涂层是一种在一定拉应变下即开裂的喷漆。
涂层的开裂方向正交于主应变方向，从而可以确定试件的主应力方向。
脆漆涂层具有很多优点，可用于任何类型结构的表面，而不受结构材料、形状及加荷方法的限制。
但脆漆层的开裂强度与拉应变密切相关，只有当试件开裂应变小于涂层最小自然开裂应变时脆漆层才能用来检测试件的裂缝。
1975年美国BLH公司研制了一种用导电漆膜来发现裂缝的方法。
它是将一种具有小阻值的弹性导电漆，涂在经过清洁处理过的混凝土表面，涂成长度约100-200mm，宽5-10mm的条带，待干燥后接入电路。
当混凝土裂缝宽度达到0.001-0.004mm时，由于混凝土受拉，因而拉长的导电漆膜就会出现火花直至烧断。
导电漆膜电路被切断后还可以继续用肉眼进行观察。
1.2 光纤裂缝传感器Ansari使用环形光纤测量了混凝土梁试件裂缝的宽度，其原理为环形光纤传输的光是裂缝增长引起光传播波动的函数。
超声波检测混凝土裂缝深度试验记录表-概述说明以及解释1.引言1.1 概述混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的重要材料，然而在使用过程中常常会出现裂缝现象，这不仅影响到结构的美观性，更可能对结构的强度和耐久性造成影响。
因此，对混凝土裂缝的检测和分析就显得尤为重要。
超声波检测是一种非破坏性检测方法，通过声波在材料中传播的特性，可以较准确地检测并评估混凝土裂缝的深度。
本文通过实验对超声波检测混凝土裂缝深度进行了系统性的研究和试验，旨在为混凝土结构的质量评估提供可靠依据。
在下文中，我们将介绍超声波检测的原理及其在混凝土裂缝检测中的应用，详细描述实验设备和方法，并总结试验记录表的结果。
通过这些内容的介绍，我们将为混凝土裂缝检测提供一种快速、准确、可靠的方法，并展望其在工程实践中的应用前景。
1.2 文章结构:本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分主要对超声波检测混凝土裂缝深度的背景和意义进行概述，介绍文章的目的和结构安排，以便读者对全文有一个整体的了解。
正文部分将详细介绍超声波检测的原理、实验所使用的设备和方法，并给出试验记录表以展示实验数据，以便读者了解实验的具体操作和结果。
结论部分将对实验结果进行分析和讨论，展望该技术在未来的应用前景，并对整个实验过程和结论进行总结，为读者提供一个清晰的结论和总结。
1.3 目的: 本次实验旨在探究利用超声波技术检测混凝土裂缝深度的有效性，验证该方法在混凝土结构裂缝检测中的应用价值。
通过对不同深度裂缝的超声波检测，分析检测结果并总结经验，为今后混凝土结构裂缝检测提供参考和借鉴。
希望通过本次实验，能够为深入研究混凝土结构裂缝检测方法提供有益的实践经验。
部分的内容2.正文2.1 超声波检测原理超声波是一种高频声波，其频率通常超过人类听觉频率范围（20kHz）。
在混凝土结构中，由于其材料特性不均匀性，裂缝、孔隙、偏差等缺陷会导致超声波在传播过程中发生反射、折射和衰减。
一．目的检测混凝土内部缺陷，指导检测员按规程正确操作，确保检测结果科学、准确。
二．检测参数及执行标准1.检测参数：混凝土裂缝深度、混凝土不密实区和空洞、混凝土结合面质量、混凝土表面损伤层检测；2.执行标准：CECS21：2000《超声法检测混凝土缺陷技术规程》三．适用范围本方法适用于混凝土裂缝深度检测、不密实区和空洞检测、混凝土结合面质量检测、表面损伤层检测等。
四．职责检测人员必须执行国家规范，按作业指导书操作，随时做好记录，整理计算，编制检测报告，并对数据负责。
五．样本大小及抽样方法对委托部位进行检测。
六．仪器设备1. RSM-SY5智能声波仪及其配套探头（GC221）；2．笔记本电脑（GC031）；3. 耦合剂（采用黄油或纤维素）；4. 角磨机（GC131）；5. 50cm以上直尺等。
※根据检测现场情况准备攀爬设施及安全保护设备。
超声波检测混凝土缺陷七．环境条件温度为0-40℃，相对湿度小于或等于90%，电源电压在220 V±10%（直流供电电压220V±5%）时的环境下。
八．操作步骤及数据处理1.操作步骤（1）. 混凝土裂缝深度检测混凝土表面应清洁、平整，必要时可用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平，抹平砂浆必须与混凝土粘结良好。
结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时，可采用双面穿透斜测法检测。
将T、R换能器分别置于两测试表面对应测点1、2、3……的位置，读取相应声时值t i、波幅值A i，及主频率f i。
判定：当T、R换能器的连线通过裂缝，根据波幅、声时和主频的突变，可以判定裂缝深度，以及是否在所处断面内贯通。
（2）. 不密实区和空洞检测1)检测不密实区和空洞时构件的被测部位应满足下列要求：a. 被测部位应具有一对(或两对)相互平行的测试面；b. 测试范围除应大于有怀疑的区域外，还应有同条件的正常混凝土进行对比，且对比测点数不应少于20点。
2)测试方法根据被测构件实际情况，选择下列方法之一布置换能器:a. 当构件具有两对相互平行的测试面时，可采用对测法。
1. 适用范围、检测项目及技术标准1.1.适用范围本细则适用于测量混凝土建筑物中深度不大于500mm 的裂缝。
不适用于裂缝内有水或穿过裂缝的钢筋太密的情况。
1.2.基本原理:利用超声波绕过裂缝末端的传播时间(简称声时)来计算裂缝深度。
如图8.10.2所示,将换能器对称地置于裂缝两側, 测得传播时问为t, (t1是超声波绕过裂缝末端所需的时间),设混*v）/2=AD图裂缝深度测试凝土声速为 v,可得: （t1则裂缝深度为: d'一两换能器之间的净距; d一超声传播的实际距高将换能器平置于无缝的混擬土表面上, 相距同样为d' , 测得传播时间为t0,则t0·v=d,代入上式,则可得另一公式:1.3.检测项目超声波法检测混擬土裂缝深度（平测法）。
1.4.引用标准JTJ270-98《水运工程混凝土试验规程》2.检测设备2.1.非金属超声检测仪: 技术性能应符合JTJ270-98规程附录G中的有关规定；2.2.钢卷尺。
3.试验步骤3.1.无缝处平测声时和传播距离的计算:将发、收换能器平置于裂缝附近有代表性的、质量均匀的混凝i表面上,两换能器相距(以换能器内边缘为准)为d',在不同的d'值(如50、100、150、200、250、300mm等,必要时再适当增加)的情况下,测读出一一系列各相应的传播时间t0。
以距离d'为纵坐标,时间t0为横坐标,将数据点绘在坐标纸上。
若被测处的混凝土质量均匀、无缺陷, 则各点应大致在一条直线上, 根据图形计算出这直线的斜率(用直线回归计算法) , 该斜率即为超声波在该处混擬土中的传播速度v (简称声速) 。
按公式d= t0·v计算出发、收换能器在不同的距离下的一系列超声波传播距离d, d大于相应的d'。
3.2.绕缝传播时间的测量:(1) 垂直裂缝:将发、收换能器平置于混凝土表面上裂缝的各一側, 两换能器中心的联线应垂直于裂缝的走向, 换能器对称于裂缝, 在同一连线上彼此相距(以换能器内边缘为准)为 d'。
使用超声波检测混凝土缺陷的方法一、方法概述超声波检测是一种非破坏性检测方法，能够检测混凝土内部的缺陷，如空洞、裂缝、松散等，同时还可以测量混凝土结构中的厚度和弹性模量等参数。
本文将介绍使用超声波检测混凝土缺陷的具体方法。
二、检测设备和工具1. 超声波探头：用于向混凝土内部发射超声波信号和接收反射波信号。
2. 超声波仪器：用于控制超声波探头发射和接收信号，并将信号转换为数字信号进行处理和分析。
3. 电缆：用于连接超声波探头和仪器。
4. 计算机：用于控制超声波仪器、存储和分析超声波信号。
5. 钻孔机：用于在混凝土结构中钻孔，以便将超声波探头插入混凝土内部。
三、检测步骤1. 准备工作（1）确定检测区域：根据需要检测的混凝土结构和具体检测要求，确定检测区域。
（2）选择合适的超声波探头：根据混凝土结构的不同，选择合适的超声波探头，一般常用频率为50kHz-1MHz之间。
（3）连接超声波探头和仪器：将超声波探头与仪器用电缆连接，确保连接正常。
（4）设置超声波仪器参数：根据混凝土结构的不同和具体检测要求，设置超声波仪器的参数，如发射频率、增益、滤波等。
（5）钻孔：在检测区域的混凝土结构上钻孔，钻孔直径一般为探头直径的1.5倍，钻孔深度一般为混凝土厚度的0.3-0.5倍。
2. 检测过程（1）插入超声波探头：将超声波探头插入钻孔中，与混凝土表面保持紧密接触。
（2）发射信号：超声波仪器向混凝土结构内部发射超声波信号，信号穿过混凝土，经过反射、折射后返回探头。
（3）接收信号：超声波探头接收反射波信号，并将信号传回超声波仪器。
（4）信号处理：超声波仪器将接收到的信号进行数字信号处理和分析，如滤波、放大、FFT等。
（5）识别缺陷：根据信号处理结果，可以识别混凝土结构中的缺陷，如空洞、裂缝、松散等。
（6）记录数据：将检测过程中得到的数据记录下来，包括钻孔位置、超声波信号的强度和时间延迟等信息。
四、注意事项1. 检测前应对检测区域进行清理，以确保超声波信号能够穿透混凝土结构。
混凝土裂缝深度超声波检测方法林维正1 原来裂缝深度检测方法对混凝土浅裂缝深度（50cm以下）超声法检测主要有以下几种方法，如图1所示的t c－t0法，图2所示的英国标准BS－4408法等，“测缺规程”推荐使用t c－t0法[2，3]。
上述方法中，声通路测距BS－4408法以二换能器的边到边计算，而t c－t0法则以二换能器的中到中计算，实际上声通路既不是二换能器的边到边距离，也不是中到中距离，“测缺规程”中介绍了以平测“时距”坐标图中L轴的截矩，即直线议程回归系数的常数项作为修正值，修正后的测距提高了t c－t0法测试精度，但增加了检测工作量，实际操作较麻烦，且复测时，往往由于二换能器的耦合状态程度及其间距的变化，使检测结果重复性不良。
应用BS－4408法时，当二换能器跨缝间距为60cm，发射换能器声能在裂缝处产生很大衰减，绕过裂缝传播到接收换能器的超声信号已很微弱，因此日本国提出了“修改BS－4408法”方案，此方案将换能器到裂缝的距离改为a1＜10cm，这样就使二换能器跨缝最大间距缩短在40cm以内。
“测缺规程”的条文说明部分（表4.2.1）中，当边－边平测距离为20.25cm时，按t c－t0法计算的误差较大，表4.2.1中检测精度较高的数据处理判定值为舍弃了该两组数据后的平均值。
条文说明第4.3.1条仅作了关于舍弃Lˊ＜d c数据的提示，实际上当二换能器测距小于裂缝深度时，超声波接收波形产生了严重畸变，导致声时测读困难，这就是造成较大误差的直接原因。
表4.2.1中未知数t c－t0法在现场检测中对错误测读数值的取舍是一个不易处理的问题。
“测缺规程”的条文说明第4.1.3条指出：当钢管穿过裂缝而又靠近换能器时，钢管将使声信号“短路”，读取的声时不反映裂缝深度，因此换能器的连线应避开主钢管一定距离a，a 应使绕裂缝而过的信号先于经钢管“短路”的信号到达接收换能器，按一般的钢管混凝土及探测距离L计算，a应大于等于1.5倍的裂缝深度。
超声波检测混凝土裂缝的方式目前超声波技术被广泛应用于各种工程的质量检测上。
超声波检测是混凝土非破损检测技术中的一个重要方面，特别是在检测混凝土内部缺陷与匀质性等方面非常有效。
阐述超声波检测混凝土裂缝的原理与意义，介绍该方法涉及的主要声学参数和常用方法，并讨论超声波检测技术的发展趋势。
标签：超声波检测；混凝土结构；裂缝；工程质量混凝土结构由于各种原因普遍存在裂缝。
裂缝的出现会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，同时也会引起钢筋的锈蚀和混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。
因此，要对裂缝制定合理的检测方案，判定裂缝的性质，确定裂缝的危害性及制定相应的补救措施。
应用超声波检测混凝土裂缝是重要的混凝土结构无损检测方法之一。
超声波检测是20世纪60年代发展起来的一种非破损性检测，其利用超声波传播速度及回弹值同混凝土抗压强度之间的相互联系来反映混凝土的抗压强度，并且可以利用超声波在混凝土中传播的时间（声时）和波幅值、频率值的变化来计算裂缝深度、确定内部裂缝的位置。
该方法具有操作简单、快捷准确、费用低廉等优点，在混凝土工程中得到广泛的应用。
1超声波单面平测法检测原理和方法1.1超声波单面平测法检测基本原理将电—声换能器接触在混凝土表面，由发射换能器发射的超声波被接收换能器接收，超声波在混凝土中遇到裂缝时将产生绕射、反射和衰减。
根据声时、波幅等参数变化，通过回归分析，由此判别和计算裂缝深度大小。
1.2超声波单面平测检测方法当结构的裂缝部位有一个可测表面估计裂缝深度又不大于500mm时，可采用单面平测法。
平测时应在裂缝的被测部位以不同的测距按跨缝和不跨缝布置测点，布置测点时应用钢筋混凝土雷达定位仪确定裂缝检测区域的钢筋位置，避开钢筋的影响进行检测，其检测步骤如下：1）将T，R换能器置于裂缝附近同一侧，分别测量两个换能器内边缘间距li’=100mm，150mm，200mm，250mm……的声时值ti。
超声法检测混凝土缺陷技术规程工程建设标准全文信息系统中国工程建设标准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程北京理息公开览专用工程建设标准全文信息系统中国工程建设标准化协会标准超声法检测混凝土缺陷技术规程主编单位上海同济大学批准单位实施日期年月日北京市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统前言达的基础上吸收国内外超声检测仪器最新成果和超声检测技术的新经验结合我国建设工程中混凝土质量控制与检测的实际需要本规程的主要内容包括超声法检测混凝土缺陷的适用范围检测设备技术要求超声波检测设备声学参数测量全面修订将原浅裂缝检测和深裂缝检测两章合并成度检测删除了匀质性检测混凝土密实性检测的异常数据判断和表面损伤层检测的数据处理本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构委员会归口管理由陕西号邮场监督管理信息公开 览专工程建设标准全文信息系统上海同济大学参编单位中国建筑科学研究院结构研究所水利电力部南京水利科学研究院北京市建筑工程质检中心第三检测所重庆市建筑科学研究院主要起草人张治泰李乃平李为杜林维正张仁瑜罗骐先濮存亭林文修中国工程建设标准化协会年月日市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统目次总则术语主要符号超声波检测设备超声波检测仪的技术要求换能器的技术要求超声波检测仪的检定声学参数测量一般规定声学参数测量裂缝深度检测一般规定单面平测法双面斜测法钻孔对测法不密实区和空洞检测一般规定测试方法数据处理及判断一般规定测试方法数据处理及判断表面损伤层检测市场监督管理信息开 浏览专用工程建设标准全文信息系统测试方法数据处理及判断一般规定埋设超声检测管检测前的准备检测方法数据处理及判断钢管混凝土缺陷检测一般规定检测方法数据处理及判断附录测量空气声速进行声时计量校验附录附录空洞尺寸估算方法本规程用词说明市场监督管理信开 浏览专用工程建设标准全文信息系统为了统一超声法检测混凝土缺陷的检测程序和测试判定缺陷检测系指对混凝土内部空洞和不密实区的位置和范按本规程进行缺陷检测时尚应符合国家现行有关强制性市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统术语超声法仪和频率为和主频等声学参数并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝混凝土缺陷破坏混凝土的连续性和完整性并在一定程度上降低混凝土声速波幅超声脉冲波通过混凝土后由接收换能器接收并由超声仪显衰减主频主要符号市场督管理信息公开 浏专用工程建设标准全文信息系统的接收信号主频率的超声测试距离市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统超声波检测仪的技术要求用于混凝土的超声波检测仪分为下列两类模拟式接收信号为连续模拟量可由时域波形信号测读声学参数数字式超声波检测仪应满足下列要求声时最小分度为具有最小分度为的衰减系统接收放大器频响范围连续正常工作时间不少于对于模拟式超声波检测仪还应满足下列要求对于数字式超声波检测仪还应满足下列要求内每隔个采样点波形显示幅度分辨率应不低于场监理信息开专用工程建设标准全文信息系统换能器的技术要求常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型厚度振动式换能器的频率宜采用径向振动式换能器的频率宜采用当接收信号较弱时对用于水中的换能器其水密性应在超声波检测仪的检定时距测值相式中可将屏幕显示的首波幅度调至一定高度然后把仪器衰减系统的衰减量增加或减少市场管理信开 浏览专工程建设标准全文信息系统一般规定检测前应取得下列有关资料检测目的与要求混凝土原材料品种和规格构件尺寸和配筋施工图或钢筋隐蔽图必要时可用砂轮磨平或用在满足首波幅度测读精度的条件下应选用较高频率的换的声学参数测量采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作检测之前应根据测距大小将仪器的发射电压调在某一档市监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统当首波幅度过低时可用衰减器再调节游标脉冲或扫描值应在保持换能器良好耦合状态下采用下列两种方法之一进行读取将衰减器固定在某一衰减位置在仪器荧光屏上读的应先将游标脉冲调至首波前半个周期的波谷读取声时值周期波的主频在进行声学参数测量的同时应注意观察接收信号的波形采用数字式超声检测仪测量应按下列方法操作换能器与声学参数自动测读当声时自动测读光标所对应的位置与首波前沿基线弯曲的起始点有差异或者波幅自动测读光标所对应的位置与首波峰顶应重新采样或改为手动游标读数市场监督管理信开 浏览专用工程建设标准全文信息系统采样后调节手动声时游标至首波前沿基线弯曲的起始位置同时时差值波形记录混凝土声时值应按下式计算或式中应参照仪器使用说明书的方法测得时距钢卷尺测量放置市场监理信开览专用工程建设标准全文信息系统一般规定单面平测法当结构的裂缝部位只有一个可测表面估计裂缝深度又不大于平测时应在裂缝的被测部其检测步骤为不跨缝的声时测量将和换能器置于裂缝附近同一时距归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程每测点超声波实际传播距离为式中公开工程建设标准全文信息系统不跨缝平测的混凝土声速值为或式中第跨缝的声时测量将换能器分声时值平测法检测裂缝深度应按下式计算式中第测点数裂缝深度的确定方法如下跨缝测量中如难于发现首波反则以不同测距按将各测距与然后取余下市督管息开专用工程建设标准全文信息系统测点布置如图换能器分别置于两测试表面对应测点读取相应声时值图斜测裂缝测点布置示意图裂缝深度判定当声时和主频的突变可以判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯钻孔对测法所钻测试孔应满足下列要求孔径应比所用换能器直径大孔深应不小于比裂缝预计深度深经测试如浅于裂缝深度两个对应测试孔的间距宜为测孔间距应保持相同市场监督管理公开 专用平面图(C为比较孔)剖面图工程建设标准全文信息系统如图宜在裂缝一侧多钻一个孔距相同但较裂缝深度检测应选用频率为的径向振动式换测试前应先向测试孔中注满清水然后将如图座该位置所对应的深度便是裂缝深度值钻孔测裂缝深度示意图市场监督管理开 浏览专工程建设标准全文信息系统一般规定检测不密实区和空洞时构件的被测部位应满足下列要求测试方法根据被测构件实际情况选择下列方法之一布置换能器当构件具有两对相互平行的测试面时如图所示在测试部位两对相互平行的测试面上分别画出工业与民用建筑为并编号确定对应的测点位置当构件只有一对相互平行的测试面时可采用对测和斜测如图面上分别画出网格线当测距较大时如图预埋管内径或钻孔直径宜比换能器直径大检测时可用两个径向振动式换能器分式换能器应按本规程第节市场督管理信息公开浏览专用工程建设标准全文信息系统斜测法立面图钻孔法示意图理信息公开用工程建设标准全文信息系统式计算式中参与统计的测点数异常数据可按下列方法判别排列即将排在后面明显小的数据视为可疑的数据按本规程第条计算出及式中按表不大再用当大按下式进一步判别其相邻测点是否异常式中按表当测点布置为网格状时取当单注若保证不了耦合条件的一致性则波幅值不能作为统计法的判据督管理信公开浏览专用工程建设标准全文信息系统常测点的分布及波形状况确定混凝土内部存在不密实区和空洞的市场监开 浏工程建设标准全文信息系统一般规定本章适用于前后两次浇筑的混凝土之间接触面的结合质测试方法如图布置测点时应注意下列几点各对图混凝土结合面质量检测示意图理信息公开用工程建设标准全文信息系统和当测点数无法满足统计法判断时可将幅等声学参数与的声学参数比显著低时市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统一般规定检测表面损伤层厚度时被测部位和测点的确定应满足下列要求根据构件的损伤情况和外观质量选取有代表性的部位布置测位测试方法测试时然后将换能器依次耦合在间距为的测点换能器内边缘之间的距离每一测位的测点数不得少于图检测损伤层厚度示意图管理信公开专工程建设标准全文信息系统数据处理及判断求损伤和未损伤混凝土的回归直线方程用各测点的声时值和相应测距值时距如图后分别表示损伤和未损伤混凝土的与用回归分析与的回归直线方程损伤混凝土未损伤混凝土式中中的中中的即图中损伤和未损伤混凝图时距图损伤层厚度应按下式计算式中理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统一般规定埋设超声检测管桩径为时宜埋三根管按等边图的短桩可用硬质管的内径宜为于桩顶表面间距设一个固定点管每间距设一市监督管公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统检测方法现场检测步骤根据桩径大小选择合适频率的换能器和仪器参数一经选录换能器所处深度测点间距宜为采用如图图灌注桩超声测试方法剖面示意图市息公开 工程建设标准全文信息系统数据处理式中测量式中桩身混凝土缺陷可疑点判断方法概率法和当某一测点的一个或多个声学参数被判为异常值时斜率法相邻两点声时差值的乘积曲线根据曲式中结合判断方法绘制相应声学参数管信息开览专工程建设标准全文信息系统根据声速的离差系数可评价灌注桩式中测点数缺陷的性质应根据各声学参数的变化情况及缺陷的位置可按表表桩身完整性评价市场开平面图立面图工程建设标准全文信息系统一般规定本检测方法仅适用于管壁与混凝土胶结良好的钢管混凝所用钢管的外表面应光洁检测方法所图钢管混凝土检测示意图钢管测试部位画出若干根母线和等间距的环向线线间距宜为场监督管理开 浏览专工程建设标准全文信息系统数据处理与判断应按本规程第和位的声学参数相比较市场监督管理信息公开 浏览专用1-定滑轮 2-螺栓 3-刻度尺 4-支架工程建设标准全文信息系统附录测量空气声速进行声时计量校验测试步骤置在空气中在保持首波幅度一致的条件下读取各间距所对应的声时值同时测量空气的温度测量时应注意下列事项若置于地板或桌面时应在换能器下面垫以海绵或泡沫塑料并保持两个换能换能器悬挂装置示意图测点数应不少于空气声速测量值计算以测距为纵坐标以声时读数为横坐标时矩析方法求出与之间的回归直线方程市场理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统坐标图中直线数测空气声速的时距图空气声速的标准值应按下式计算式中空气声速实测值之间的相对误差应按下式计算市场监督公开 浏览工程建设标准全文信息系统同一水平高度两个换能器内边缘间距先后调节在如分别读取相应声时值能器及其高频电缆所产生的声时初读数用径向振动式换能器在钻孔中进行对测时声时初读数应按下式计算应按下式计算式中用钢管时管时表当采用一只厚度振动式换能器和一只径向振动式换能器进行督理公开浏览专用工程建设标准全文信息系统如图所示设检测距离为在空洞附近无缺陷混凝土中传播的时间平均值为空洞尺寸估算原理图根据查得空洞半径与测距的比值当被测部位只有一对可供测试的表面时只能按空洞位于测距中心考虑式中空洞半径场监督管理信息公开浏览专用工程建设标准全文信息系统市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统的用词说明如下正面词采用反面词采用严禁正面词采用反面词采用或表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的正面词采用反面词采用可市场监督管理信息公开 浏览专用。
5.2 单面平测法5.2.1 当结构的裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度又不大于500mm 时，可采用单面平测法。
平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点（布置测点时应避开钢筋的影响）进行测量，其测量步骤应为：1 不跨缝的声时测量：将T 和R 换能器置于裂缝附近同一侧，以两个换能器内边缘间距（l'）等于100、150、200、250mm ……分别读取声时值(ti)，绘制“时-距”坐标图（见图5.2.1-1）或用回归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程：l i =a+bt i每测点超声实际传播的距离应为： a l l i i +'= (5.2.1-1)式中 l i ——第i 点的超声实际传播距离(mm)；l ˊi ——第i 点的R 、T 换能器内边缘间距(mm)；a ——“时-距”图中l ˊ轴的截距或回归直线方程的常数项(mm)。
不跨缝平测的混凝土声速值为：v=(l 'n -l '1)/(t n -t 1) (km/s) (5.1.1-2)或v=b (km/s)式中l 'n ，l '1---第n 点和第1点的测距（mm ）;t n ,t 1---第n 点和第1点读取的声时值（μs ）;b---回归系数。
2 跨缝的声时测量：如图(5.2.1-2)所示，将T 、R 换能器分别置于以裂缝为对称的两侧，以l ˊ=100、150、200、250、300mm ……分别读声时值t 0i ，同时观察首波相位的变化。
5.2.2平测法检测，裂缝深度应按下式计算： l ˊ(mm)t 1 t 2 t 3 t 4 t(μs)l 1ˊl 2ˊl 3ˊl 4ˊa l 1 l 2 图5.2.1-1 平测“时-距”图l l ˊ hc图5.2.1-2 绕过裂缝测试图1220-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i i ici l t l h (5.2.1-1) m hc =∑=ni ci h n 11 (5.2.2 -2) 式中 l i ——不跨缝平测时第i 点的超声波实际传播距离(mm);h ci -——第i 点计算的裂缝深度值(mm)；t 0i ——第i 点跨缝平测的声时值（μs ）；m hc ——各测点计算裂缝深度的平均值（mm ）;n ——测点数。
基于超声波的混凝土裂缝检测方法基于超声波的混凝土裂缝检测方法1. 引言近年来，随着基础设施建设的快速发展，混凝土结构的使用越来越广泛。
然而，由于各种因素的影响，混凝土裂缝的出现成为一个常见的问题。
及早发现和修复这些裂缝对于保护结构的耐久性至关重要。
开发一种准确、高效的混凝土裂缝检测方法变得越来越重要。
本文将介绍一种基于超声波的混凝土裂缝检测方法。
2. 超声波的原理及应用超声波指的是频率高于人类听力范围的声波。
在工程领域，超声波被广泛应用于非破坏性检测。
其原理是利用超声波在材料中传播时的特性来检测其中的缺陷或裂缝。
当超声波传播到材料中的缺陷处时，会发生超声波的反射、散射或透射。
通过分析这些超声波的特征，我们可以得出关于材料内部缺陷的信息。
3. 基于超声波的混凝土裂缝检测方法基于超声波的混凝土裂缝检测方法主要包括以下几个步骤：3.1 传感器选择与配置选择合适的超声波传感器对于混凝土裂缝检测至关重要。
常用的传感器包括压电传感器和激光干涉仪。
传感器的配置应考虑到裂缝的位置和深度。
3.2 数据采集利用选定的传感器对混凝土结构进行扫描，采集相关的超声波数据。
数据采集时应注意传感器与混凝土表面的接触质量，以确保准确的数据采集。
3.3 数据处理与分析通过对采集的超声波数据进行处理与分析，我们可以获得混凝土结构内部的裂缝信息。
常用的数据处理方法包括时域分析、频域分析和波形反演等。
3.4 结果评估与识别根据处理后的数据结果，可以评估混凝土结构中的裂缝情况，并识别出裂缝的位置、形状和尺寸。
这将为后续的修复工作提供重要的参考依据。
4. 基于超声波的混凝土裂缝检测方法的优势和局限性基于超声波的混凝土裂缝检测方法具有以下优势：4.1 非破坏性检测：相较于传统的检测方法，基于超声波的方法无需对混凝土进行破坏性取样，避免了进一步损坏结构的风险。
4.2 高精度与准确性：通过精确的数据采集和处理分析，基于超声波的方法可以提供准确的裂缝信息，帮助工程师更好地进行结构评估。
混凝土裂缝深度超声波检测方法林维正1 原来裂缝深度检测方法对混凝土浅裂缝深度（50cm以下）超声法检测主要有以下几种方法，如图1所示的t c－t0法，图2所示的英国标准BS－4408法等，“测缺规程”推荐使用t c－t0法[2，3]。
上述方法中，声通路测距BS－4408法以二换能器的边到边计算，而t c－t0法则以二换能器的中到中计算，实际上声通路既不是二换能器的边到边距离，也不是中到中距离，“测缺规程”中介绍了以平测“时距”坐标图中L轴的截矩，即直线议程回归系数的常数项作为修正值，修正后的测距提高了t c－t0法测试精度，但增加了检测工作量，实际操作较麻烦，且复测时，往往由于二换能器的耦合状态程度及其间距的变化，使检测结果重复性不良。
应用BS－4408法时，当二换能器跨缝间距为60cm，发射换能器声能在裂缝处产生很大衰减，绕过裂缝传播到接收换能器的超声信号已很微弱，因此日本国提出了“修改BS－4408法”方案，此方案将换能器到裂缝的距离改为a1＜10cm，这样就使二换能器跨缝最大间距缩短在40cm以内。
“测缺规程”的条文说明部分（表4.2.1）中，当边－边平测距离为20.25cm时，按t c－t0法计算的误差较大，表4.2.1中检测精度较高的数据处理判定值为舍弃了该两组数据后的平均值。
条文说明第4.3.1条仅作了关于舍弃Lˊ＜d c数据的提示，实际上当二换能器测距小于裂缝深度时，超声波接收波形产生了严重畸变，导致声时测读困难，这就是造成较大误差的直接原因。
表4.2.1中未知数t c－t0法在现场检测中对错误测读数值的取舍是一个不易处理的问题。
“测缺规程”的条文说明第4.1.3条指出：当钢管穿过裂缝而又靠近换能器时，钢管将使声信号“短路”，读取的声时不反映裂缝深度，因此换能器的连线应避开主钢管一定距离a，a 应使绕裂缝而过的信号先于经钢管“短路”的信号到达接收换能器，按一般的钢管混凝土及探测距离L计算，a应大于等于1.5倍的裂缝深度。
根据a≥1.5d c这一要求，如国科3表示，表1给出了相邻钢管的间距S值。
表1 检测不受钢筋影响的相邻钢筋最小间距S值裂缝深度d c/cm 1.5dc/cm S/cm57.515+Ф101530+Ф203060+Ф304590+Ф4060120+Ф5075150+Ф在工程中，如现浇混凝土楼板一般钢管的间距S为15～20cm，即当混凝土裂缝深度大于5cm 时，按t c－t0法检测，声通路就有被钢筋“短路”之虑。
由于混凝土工程中总要配置钢筋，t c－t0法检测钢筋混凝土裂缝深度必然受到这一影响因素的制约，有些场合因不能满足a≥1.5d c的条件，而使t c－t0法检测方案难以实施。
2 超声波首波相位反转法检测混凝土裂缝深度的新方法笔者曾对数种超声波推定混凝土裂缝深度的方法进行反复的试验比较，并在裂缝检测实践中发现了因换能器平置裂缝两侧的间距不同而引起首波幅度及其振幅相位变化的规律。
如图4所示，若置换能器于裂缝两侧，当换能器与裂缝间距a分别大于、等于、小于裂缝深度d c时，超声波接收波形如（a），（b），（c）所示。
首波的振幅相位先后发生了180°的反转变化，即在平移换能器时，随着a的变化，存在着一个使首波相位发生反转变化的临界点，参见图4（b），当a≈d c时回折角α+β约为90°。
在该临界点左右，波形变化特别敏感，只要把换能器稍作来回移动，首波振幅相位反转瞬间而变，此时，如采用超声仪的自动档整形读数方式，当首波相位瞬间变化时，时间数码管中声时读数值呈突变状态，因为采用自动档读数时，超声仪设计时间显示取其前沿首波作为计时门控的关门信号，当首波波形由图4中（a）缩短成（b）状态时，计数门控的关门点由t 点瞬间改变为tˊ点。
数码管显示时间值产生突变，这显然是丢波引起的。
所以，此新方法无论采用观察示波器首波振幅反转法或采用自动档声时读数突变法，都能确定首波相位反转临界点，测量此时的a值，即为裂缝深度d c。
当然，如示波器波形观察、数码管声时读数二者同时兼顾，则能减少相位反转临界点判断的人为差别，进一步统一测读精度。
3 采用表面波／横波的传播声时测量裂缝深度测量裂缝深度采用100kHz SH横波斜探头，其声压在水平和90°角方向有峰值。
50°角方向的峰值是由斜楔造成的，而水平方向峰值则是由表面波引起的。
对于这种测试，发射与接收探头分放在裂缝两边同一平面上――发射探头至裂缝中心的距离L1为20mm，接收探头至裂缝中心的距离L2为40mm。
实验结果证明了裂缝深度与声传播时间指数相关，相关系数为0.977，两者之间的回归方程为：t＝51.54×exp(0.00897×d) (2) 式中：d以mm为单位，而t以秒计算。
接着，研究超声波的传播途径，图3中显示了4种可能的路径：(1)R到S：发射探头所激发的表面波，传播到裂缝尖端时发生模式转换为横波传播直到被接收；（2）R 到R ：表面波沿裂缝表面传播直到被接收。
（3）S 到S ：发射探头所激发的横波沿整个裂缝传播而直到被接收。
（4）S 到R ：发射探头所激发的横波在裂缝尖端发生模式转换产生表面波，直到被接收。
S 和R 分别表示为横波和表面波。
上述各路径的声传播时间t 可以通过图3下面方程式计算得出。
R →S:[][]s r V d L V d L t /(/)(2221+++= R →R:r V d L L t /)2(21++=S →S:s V d L d L t /)(222221+++=S →R: [][]s s V d L V d L t /)(/)(221+++= 式中 t ――声传播时间L 1――发射探头至裂缝距离L 2――接收探头至裂缝距离V S ――横波声速V r ――表面波声速d ――裂缝深度4 冲击回波检测裂缝深度根据P 波在上表面和裂缝底部边缘间反射的频率，就可以利用式fC h 2= 来确定裂缝的深度。
测试结果的频谱如图33所示。
采用对穿法测得混凝土板的声速为3941m ／s 。
在图的频谱中可以看到，其主频位于9.16KHz 处，对应的厚度为21.5cm ，这是厚度的振动频率（标准厚度为22cm ）；在频率为13.06KHz处也有一个峰值，对应的厚度为15.0cm ，这就是裂缝的振动频率（裂缝的实际深度为14.5cm ），这些都与实际相吻合。
在图26的频谱中还有一些次要的峰，这是由于在测试样品由边界引起的谐振，或是平板界面反射谐振以及裂缝边缘衍射波的谐振等。
基于时域的混凝土表面裂缝分析在大多数情况下，冲击回波法的共振频率可以成功地用于定位混凝土结构内部裂缝和孔洞的位置。
但有时在频谱中辩认出来对应于缺陷的同适龄趔地遇到了困难，这里我们采用一种基于时域分析的测试法解决这个问题。
在测试中用两个接收换能器分别布置裂疑缝两侧。
图34和图35分别表示了实验布置图的切面和俯视面。
在图35中显示了第一个接收换能器位于冲击点H 0处，第二个接收换能器位于裂缝相对的一侧。
由冲击源冲击后，表面波第一个到达接换能器并且激发了监控系统。
假如R 波到达的时间为t 1，已知R 波波速为C R ，那么冲击开始的时间为（t 1－H 0／C R ）。
由于冲击产生的P 波直到在裂缝底部发生衍射时才到达裂缝后面的区域，此时第二个接收换能器才开始接收衍射的P 波。
若衍射P 波到达第二个接收换能器的时间为t 2，那么P 波从冲击点到第二个接收换能器的最短时间可由下式获得：Δt ＝t 2－(t 1-H 0/C R )=t 2-t 1+H 0/C R （24）若在混凝土板中已知P 波的声速为C P ，从冲击点到第二个接收换能器最短的传播距离可以计算为C P ×Δt 。
假如从裂缝到冲击点和第二个接收换能器之间的距离相应的为H 1和H 2，那么裂缝的深度可根据几何关系求得并由下式计算： 212222122)(H t C H H t C d p p -⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∆⨯⨯-+∆⨯= (25) 在实验中，我们测得表面波声速C R 为3610m ／s ，P 波声速C P 为3941m ／s ，采用四通道示波器（Gould 采样频率20MHz ）来记录波形，并通过改变接收换能器相对位置进行了三组实验，其结果如下：第一组：波形图其中，第一个接收换能器位于冲击点2cm（H0）处；裂缝离冲击点和第二个接收换能器之间的距离分别为9cm（H1）和9cm（H2）。
从图中可以看出R波引起的最初触发时间为－0.6μs（t1）；而由在裂缝底部的P波衍射引起的最初触发时间为80.4μs（t2）。
利用等式（24）可以计算出P波从冲击点到第二个接收换能器的最短时间为86.5μs（Δt），然后把结果代入等式（25）计算出裂缝的深度为14.47cm。
裂缝的实际深度为14.50cm，所以相对误差为：(14.50-14.47)/14.50×100％＝0.2％第二组：波形图其中，（H0）＝2cm，（H1）＝5cm，（H2）＝9cm，t1＝0μs，t2＝77.9μs代入等式（24），即Δt＝83.4μs代入等式（25），得出d＝14.75cm相对误差为：(14.75-14.50)/14.50×100%=1.7%第三组：波形图其中，H0＝2cm，H1＝11cm，H2＝7cm，t1＝0μs，t2＝82.9μs代入等式（24），即Δt＝88.4μs；代入等式（25），得出d＝14.80cm相对误差为：(14.80-14.50)/14.50×100%=2.1%由此可见，无论从频域或是时域分析，冲击回波法对于测量混凝土板垂直表面裂缝深度都是一种既有效又精确的方法。
