结构混凝土无损检测作业指导书.doc

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1、结构混凝土无损检测作业指导书第一节 概述一、非破损检测方法的定义和分类在不破坏混凝土结构和使用性能的情况下,利用动能、光、声、电、热、磁和射线等方法,测定有关混凝土性能方面的物理量,推定混凝土强度、缺陷等的测试方法,统称为混凝土非破损检测方法。混凝土非破损检测方法可分为两大类: 混凝土强度检测方法; 混凝土内部缺陷等强度以外的检测方法。强度检测可分为非破损检测和局部破损检测。前者以回弹法、超声法等为主,后者主要是钻芯法、拔出法、贯入阻力法等。除此以外,还有综合法,如超声回弹法、回弹钻芯法等。强度以外的非破损检测方法,主要有超声法、声发射法、电磁波法(雷达法) 、电磁感应法、射线法、红外线法、电

2、位法等。二、试验方法的选择试验方法的选择是由多种综合因素决定的。例如,检测方法的可靠性、适用性、方便性、检测费用等因素。尽管可选择的非破损检测方法有很多种,但是,还没有一种方法可以在任何情况下都能提供可靠的试验数据,必须采用两种以上方法综合检测,建立校准关系,提高检测数据的可信度。试验结果的精确度,主要取决于校准关系的可靠性。例如,回弹取芯综合法,芯样与相对应的回弹测区的强度修正关系尤为重要。三、非破损检测部位和测点数量1测点数量测点数量的合理选择和确定主要从保证检测指标的精确度、试件的尺寸和数量以及试验费用等因素综合考虑。一个标准取芯试验相对比的各种试验方法的相对试验数量如表1所示。各种试验

3、方法相对比的测点数量 表11-1试验方法标准芯样小直径芯样回弹法超声法拔出法贯入阻力法相对测点数量1310153英国学者JH邦奇研究认为,对于标准取芯试验来说,95 %可信度限值误差为(12/) % , n 为结构等位置上的取芯数量。因此如果采用取芯法试验直接给定强度指标或作为其他检测方法的标准试验时,就必须采取足够的取芯数量来保证总的检测精度。因此,对各种非破损检测方法,各国规程都明确规定了最少测点数量。2检测部位的选择对于非破损检测部位,应尽量避开构件顶部的弱区混凝土。梁、柱、墙的试验,应接近它的中部,楼板试验必须在板底进行。如果一定要在板表面进行时,要除掉表层混凝土(50mm厚) 。这主

4、要考虑现场构件混凝土的变异性。四、混凝土非破损检测方法的评价1非破损检测与破坏试验方法的关系所有非破损检测方法是通过破坏试验或局部破坏试验来验证,并由破坏试验方法取得大量数据来确定相关关系的。这两种试验方法的关系是相互补充的,两种方法都有各自的优点和不足,不能相互代替。例如:采用破损试验方法确定混凝土强度,各国均采用从所浇筑混凝土中取样,制成标准试块,进行破坏试验来确定。但由于浇筑条件和养护条件的不同,试块的强度与现场实际结构混凝土强度存在很大差异。因此,我国在制定钻芯法检测混凝土强度技术规程CECS03的编制说明中,对结构中的混凝土强度和标准试块强度的关系作了这样的说明:根据国内外的试验结果

5、,由于受施工、养护等条件的影响,结构中的混凝土强度一般仅为标准试块强度的75 %85 %。对旧建筑物用非破损方法检测所得强度只是结构混凝土的推定强度值,并不是以强度等级来表达的。必须指出所谓强度推定值是指相应于强度核算值总体分布中保证率不低于95 %的强度值,强度推定值是根据非破损方法检测参数与破坏试验方法所得强度的相关关系换算而得的相当于标准立方试块的强度值。所以强度推定值与强度等级存在着一定差别。2对各种非破损检测方法的评价非破损检测方法最大的弱点是测试结果误差大,精度不高。例如,对混凝土的推定强度可用测定值的变异系数和强度推定误差进行评价。各种方法的测定值变异系数和强度推定误差如表2所示

6、。各种非破损检测法的测定值变异系数和强度推定误差 表11-2(保证率95%)检测方法取芯法回弹法超声法拔出法折断法贯入阻力法综合法100mm100mm变异系数10%15%4%2.5%7%10%4%10%推定误差6%18%25%20%10%20%20%10%各种非破损检测方法大都是间接推定强度,不确定的影响因素甚多。所以检测具体对象时,应结合现场实际结构混凝土情况,充分考虑所选择检测方法的精度,才有可能保证检测数据的可信度。第二节 回弹法检测混凝土强度技术回弹法是采用回弹仪进行混凝土强度测定，属于表面硬度法的一种。其原理是回弹仪中运动的重锤以一定冲击动能撞机顶在混凝土表面的冲击杆后，测出重锤被反

7、弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关的指标，从而推定混凝土强度的一种方法。混凝土表面硬度值随强度的增大而提高，而回弹值与混凝土表面硬度也有相关关系。所以，混凝土强度与回弹值存在相关关系。回弹法操作简便、经济快速，在国内外得到广泛应用。回弹法适用于在现场对水泥混凝土路面及其它构筑物的普通混凝土抗压强度的快速评定，所试验的水泥混凝土厚度不得小于100mm，温度应不低于10摄氏度。回弹法试验可作为试块强度的参考，不得用于代替混凝土的强度评定，不适于作为仲裁试验或工程验收的最终依据。一、试验方法1当了解被检测的混凝土构件情况后，需要在构件上选择及布置测区。如取一个构件混凝土作为评定混凝土强度的最小单元

8、，至少取10个测区。但对长度小于3m，宽度小于0.6m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。测区的大小以能容纳16个回弹测点为宜，一般选取测区尺寸为200mm*200mm。2测区表面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝麻面等。必要时可采用砂轮清除表面杂物和不平整处。3测区宜均匀布置在构件或结构的检测面上，相邻测区间距不宜过大，当混凝土浇筑质量比较均匀时可酌情增大间距，但不宜大于2m。4测试时回弹仪应始终与测试面相垂直，并避开气孔和外露石子上。每一测区回弹仪各弹击16点。同一测点只允许弹击一次，测点宜在测试面范围内均匀分布，相邻两测区的净距一般不小于200mm

9、，测点距构件边缘或外露钢筋、钢板的间距不得小于20mm。5每弹击一次，回弹仪自动记录数据。根据设定的弹击次数，回弹仪自动停止，并转向下一测区试验。6回弹完后即测量构件的碳化深度，用用冲击钻在测区表面钻取直径为15mm、深度为10mm的孔洞。清除洞中的粉末和碎屑后（不能用液体清孔），然后立即用10%的酚酞酒精溶液喷在孔洞内壁及边缘处，碳化部分的砼不变色，而未碳化部分的砼会变成紫红色，然后用钢尺测量出碳化深度值，精确值0.5mm。7一般一个测区选择13处测量混凝土的碳化深度值，当相邻测区的混凝土质量或回弹值与它基本相同时，那么该测区的碳化深度值也可代表相邻测区的碳化深度值，一般应选不少于构件的30

10、%测区数测量碳化深度值。二、数据处理1计算测区平均回弹值时，应从该测区两个相对测试面的16个回弹值中，剔除3个最大值和最小值，然后将余下的10个回弹值按下列公式计算：式中：Rm测区平均回弹值,计算至0.1 Ri第i个测点的回弹值2非水平状态测得的回弹值, 应按下列公式修正:式中 Ra-修正后的测区回弹值; Ra-测试角度为的回弹修正值, 按表1选用。3由混凝土浇灌方向的顶面或底面测得的回弹值，应按下列公式修正：式中：Rat -测顶面时的回弹修正值，按表1选用； Rab -测底面时的回弹修正值，按表1选用。表11-3 非水平状态测得的回弹修正值Ra 测试 角度 向 上 向 下+90+60+45+

11、30-30-45-60-9020-6.0-5.0-4.0-3.0+2.5+3.0+3.5+4.030-5.0-4.0-3.5-2.5+2.0+2.5+3.0+3.540-4.0-3.5-3.0-2.0+1.5+2.0+2.5+3.050-3.5-3.0-2.5-1.5+1.0+1.5+2.0+2.5注：1. 当测试角度=0时,修正值为0; 2. 表中未列数值,可用内插法求得.表11-4 由混凝土浇灌的顶面或底面测得的回弹修正值Rat、Rab测试面 Rm顶 面底 面20+2.5-3.025+2.0-2.530+1.5-2.035+1.0-1.540+0.5-1.0450-0.55000注：1、在

12、侧面测试时，修正值为0； 2、表中未列数值，可用内插法求得。4在测试时，如仪器处于非水平状态，同时构件测区又非混凝土的浇灌侧面，则应对测得的回弹值先进行角度修正，然后进行顶面或底面修正。5结构或构件的混凝土强度推定值，可按下列条件确定：1）当按单个构件检测时，单个构件的混凝土强度推定值fcu,c，取该构件各测区中最小的混凝土强度换算值。2）当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0MPa时：3）当按批抽样检测时，该批构件的混凝土强度推定值应按下列公式计算：式中的各测区混凝土强度换算值的平均值及标准差，应按下列公式计算：4）当同批测区混凝土强度换算值标准差过大时，批构件的混凝土强度推定值也可按

13、下列公式计算：式中 该批每个构件中最小的测区混凝土强度换算值的平均值，MPa； 第j个构件中的最小测区混凝土强度换算值，MPa； m批中抽取的构件数。6当属同批构件按批抽样检测时，若全部测区强度的标准差出现下列情况时，则该批构件应全部按单个构件检测：1）当混凝土强度等级低于或等于C20时：4.5Mpa；2）当混凝土强度等级高于C20时：5.5Mpa。三、注意事项回弹仪弹击过程中，切记施压时用力过猛，并始终保持仪器中轴线与侧面垂直和不晃动。第三节 后装拔出法检测混凝土强度技术一、一般规定1后装拔出法适用于表面与内部质量无明显差异的工程结构混凝土抗压强度的检测。2采用后装拔出法检测前，应通过专门试

14、验规定建立后装拔出法测强曲线，其允许相对标准差不应大于12%。3后装拔出法检测前，对钻孔机、磨槽机、拔出仪的工作状态均应检查。4后装拔出法检测混凝土抗压强度可按下列规定分批抽样检测:1） 当混凝土检验批的试块抗压强度不能满足要求时，应在试块代表的结构相应部位抽样检测;2） 对铁路工程结构混凝土抗压强度有怀疑时，可按单个结构或同批结构分批抽样检测;3） 对既有铁路工程结构需要检测棍疑土抗压强度时，可按同批结构分批抽样检测。5测点布置应符合下列规定:1） 对被抽样的结构相应部位或单个结构进行后装拔出法检测混凝土抗压强度时，应在同一母体混凝土范围内至少设置5个测点。2） 当同批结构按批抽样检测时，抽

15、检数量应不少于同批结构总数的50%，且不少于2个，每个结构不应少于5个测点;3） 测点相互之间距离不应小于200m m;测点距结构混凝土边缘距离不应小于100 mm;测点位置处的结构混凝土厚度不应小于80 mm;4） 测点宜布置在结构混凝土的浇筑侧面，如不能满足这一要求时，可布置在结构混凝土的浇筑顶面或底面;5） 测点应避开接缝、蜂窝、麻面部位和结构混凝土表层的钢筋、预埋件等;6） 测 点 表面应平整、清洁、干燥，对表面的浮浆应予清除，必要时进行磨平处理。二、后装拔出试验1钻孔与磨槽应符合下列规定:在钻孔过程中，钻头应始终与混凝土表面保持垂直，垂直度允许偏差应为3。2在混凝土钻孔内的孔壁磨环形

16、槽时，磨槽机的定位圆盘应始终紧靠混凝土表面回转，磨出的环形槽形状应规整。3成孔尺寸应满足下列要求:1） 钻孔直径应较钻孔直径d1值大0.1mm，且不宜大于1.0 m m;2） 钻孔深度hl应较锚固深度h深20一30mm;3） 锚固深度h应允许误差为0.8mm ;4） 环形槽深度c应为3.6-4.5rnm。4安装扩拔器应注意下列事项:1） 将胀簧插人成型孔内，通过胀杆使胀簧锚固台阶完全嵌人环形槽内，务必保证锚固可靠;2） 将拉杆一端旋人胀簧，另一端与拔出仪连接对中，务必使拔出仪与混凝土表面垂直。5拉拔扩拔器时应符合下列规定:1）施加拔出力应连续均匀，将拉拔速度控制在0.51.0kN/s。2）施加

17、拔出力至混凝土开裂破坏、测力显示器读数不再增加为止，记录极限拔出力值，精确至0.1 kN。3）对结构进行后装拔出法检测混凝土抗压强度时，应采取有效措施防止拔出仪及机具脱落摔坏或伤人。4） 当发生下列情况之一时，应作详细记录，并将该值舍去，在其附近补测一个测点。（1） 不见环形突 痕，也没有其他破损现象;（2） 承力环内仅有小部分破损，而大部分没有破损，也无突痕;（3）承力环外的混凝土有裂缝。三、 混凝土抗压强度换算及推定1结构混凝土抗压强度换算应符合下列规定:1）后装拔出力计算值取值，应将5次后装拔出试验的拔出力中最大值和最小值舍去后取平均值。2）当具有按本规程附录R的规定建立的后装拔出法测强

18、曲线时，拔出试验结果应按下列公式进行混凝土抗压强度换算:式中： 混凝土抗压强度换算值(MPa)，精确至0.1;F 后装拔出力平均值(kN),精确至0.1;A, B 后装拔出法测强曲线回归系数。3）当不具有按本规程附录R的规定建立的后装拔出法测强曲线时，拔出试验结果可按下列公式进行混凝土抗压强度换算:式中：混凝土抗压强度换算值(MPa),精确至0.1;F 后装拔出力平均值(kN),精确至0.1。2结构混凝土抗压强度推定值取值应符合下列规定:1）单个结构混凝土抗压强度推定值，按其混凝土抗压强度换算值确定，即2）同批结构抽样检测的混凝土抗压强度推定值，应按下列公式计算:式中： 同批结构抽样检测的混凝

19、土抗压强度换算值的平均值 (M Pa ), 精 确 至 0 .1; 第 2 个结构混凝土抗压强度换算值(MPa)，精确 至 0 .1 ; 同批 结 构抽样检测的混凝土抗压强度换算值的标准差 (M P a) ，精 确 至 0 .1 ;n 同 批 结 构 抽 样检测的混凝土抗压强度换算值的总个 数 。3）对于按批抽样检测的结构，当全部抽样检测的混凝土抗压强度换算值的标准差出现下列情况时，则该批结构应全部按单个结构检测:当混凝土抗 压强度换算值的平均值小于等于25M Pa时2) 当混凝土抗 压强度换算值的平均值大于25M Pa时第四节 锚杆拉拔试验一、一般规定1锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到

20、设计强度等级15%的时可进行锚杆试验。2加载装置（千斤顶、油泵）的额定压力必须大于试验压力，且试验前应进行标定。3加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。4计量仪表测力计位移计等应满足测试要求的精度。5基本试验和蠕变试验锚杆数量不应少于3根，且试验锚杆材料尺寸及施工工艺应与工程锚杆相同。6验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的15%，且不得少于3根。二、基本试验1基本试验最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍。2锚杆基本试验应采用循环加卸荷载法加荷等级与锚头位移测读间隔时间应按表11-5确定。锚杆基本试验循环加卸荷等级与位移观测间隔时间 表11-5加荷标准循环数加荷量/预估破

21、坏荷载（%）第一循环103010第二循环1030503010第三循环10305070503010第四循环103050708070503010第五循环103050809080503010第六循环1030509010090503010观测时间（min）5555105555注：1）在每级加荷等级观测时间内测读锚头位移不应少于3次。2）在每级加荷等级观测时间内锚头位移小于0.01mm时，可施加下一级荷载否则应延长3观测时间，直至锚头位移增量在2h内小于2.0mm时，方可施加下一级荷载。3锚杆破坏标准（1）后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍时；（2）锚头位移不稳定；（3）

22、锚杆杆体拉断。4试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷载位移（Q-S）曲线,锚杆荷载-弹性位移(Q-Se)曲线和锚杆荷载-塑性位移（Q-Sp）曲线。5锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%，且不应大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。6锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到锚杆破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载。三、验收试验1最大试验荷载应取锚杆轴向受拉承载力设计值Nu。2锚杆验收试验加荷等级及锚头位移测读间隔时间应符合下列规定：1）初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍。2）加荷等级与观测时间宜按表11-6规定进行。

23、验收试验锚杆加荷等级及观测时间 表11-6加荷等级0.1Nu0.2Nu0.4Nu0.6Nu0.8Nu1.0Nu观测时间（min）5551010153）在每级加荷等级观测时间，内测读锚头位移不应少于3次。4）达到最大试验荷载后观测15min，卸荷至0.1Nu并测读锚头位移。3试验结果宜按每级荷载对应的锚头位移列表整理并绘制锚杆荷载位移（Q-S）曲线。4锚杆验收标准1）在最大试验荷载作用下，锚头位移相对稳定；2）应符合本规程第二章第5条规定。四、蠕变试验1锚杆蠕变试验加荷等级与观测时间应满足表11-7的规定，在观测时间内荷载应保持恒定。锚杆蠕变试验加荷等级及观测时间 表11-7加荷等级0.4Nu0

24、.6Nu0.8Nu1.0Nu观测时间（min）103060902每级荷载按时间间隔1、2、3、4、5、10、15、20、30、45、60、75、90min记录蠕变量。3试验结果宜按每级荷载在观测时间内不同时段的蠕变量列表整理，并绘制蠕变量-时间对数（s-lgt）曲线，蠕变系数可由下式计算：式中：s1t1时所测得的蠕变量；S2t2时所测得的蠕变量。4蠕变试验和验收标准为最后一级荷载作用下的蠕变系数小于2.0mm。第五节 超声波法检测混凝土缺陷一、测试原理和方法超声测缺陷的基本原理，是通过超声波(纵波)在混凝土中传播的不同参数反映混凝土的质量。即利用超声波在混凝土中传播的声时、振幅、波形这三个声学

25、参数综合判断其内部的缺陷情况。声时即超声波在混凝土中传播所需要的时间，如超声波在传播路径中遇有缺陷时，则要绕过缺陷，声时就会变长。振幅即接收信号首波振幅。混凝土内部存在缺陷时，超声波在缺陷界面上声阻抗差异显著，产生发射、散射和吸收，使接收波振幅显著降低。振幅变化大小可通过增益和衰减器的调整进行测量。波形即接收到的波形。混凝土内部存在缺陷时，超声波在内部传播发生变化。直达波、绕射波、反射波等各类波相继被接收。由于这些波的相位不同，因此使正常波形发生畸变。主要观察前几个周期的波形。一般情况下，正常混凝土的前几个波形振幅大，无畸变，接收波的包络线呈半圆形见图11-1(a)。有缺陷混凝土的前几个周期波

26、形振幅低，可能发生波形畸变，接收波的包络线呈喇叭形，见图11-1(b)。11-1 接受图形常用的测试方法大致分为以下几种：1平面测试(用厚度振动式换能器)（1)对测法：一对发射(T)和接收(R)换能器，分别置于被测结构相互平行的两个表面，且两个换能器的轴线位于同一直线上。（2)斜测法：一对发射和接收换能器分别置于被测结构的两个表面，但两个换能器的轴线不在同一直线上。（3)单面平测法：一对发射和接收换能器置于被测结构同一个表面上进行测试。2钻孔测试(采用径向振动式换能器)（1)孔中对测：一对换能器分别置于两个对应钻孔中，位于同一高度进行测试。（2)孔中斜测：一对换能器分别置于两个对应钻孔中，但不

27、在同一高度而是在保持一定高程差的条件下进行测试。（3)孔中平测：一对换能器置于同一钻孔中，以一定的高程差同步移动进行测试。二、仪器设备1超声波仪超声波仪应满足下列要求：（1)具有波形清晰、显示稳定的示波装置。（2)声时最小分度为OAS,（3)具有最小分度为 1dB的衰减系统。（4)接收放大器频响范围10500kHz，总增益不小于80dB，接收灵敏度(在信噪比为3:1时)不大于50V。（5)电源电压波动范围在标称值，10的情况下能正常工作。（6)连续正常工作时间不小于4h。2换能器（1)常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型，可根据不同测试需要选用。（2)厚度振动式换能器的频率宜采用2

28、0250kHz。径向振动式换能器的频率宜采用2060kHz，直径不宜大于32mm。当接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的接收换能器。（3)换能器的实测主频与标称频率相差应不大于10%。对用于水中的换能器，其水密性应在1 Mpa水压下不渗漏。三、超声波仪的校验1校验要点取常用的厚度振动式换能器一对，接于超声仪器上，将两个换能器的辐射面相互对准，以间距为50mm,100mm,150mm,200mm依次放置在空气中，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t1,t2,t3同时测量空气的温度Tk(读至0.5T)。测量时应注意下列事项：（1)两换能器间距的测量误差应不大于0.5%。（2)换能

29、器宜悬空相对放置(如图11-2所示)。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器的轴线重合及辐射面相互平行。（3)测点数应不少于10个。2空气声速测量值计算以测距I为纵坐标，以声时t读数为横坐标，绘制“时一距”坐标图(如图11-3所示)，或用回归分析方法求出I与t之间的回归直线方程。坐标图中直线AB的斜率“”或回归直线方程的回归系数“b”即为空气声速的实测值vs (精确至0.1m/s)。图11-2 换能器悬挂装置示意图图11-3 测空气声速的“时-距”图3空气声速的标准值计算空气声速的标准值按下式计算：式中：331.4:0时空气的声速(m/s)；vc：空气声速的标准值

30、(m/s)；Tk：空气的温度()。4空气声速实测值vs与空气声速标准值vc之间的相对误差er应按下式计算：通过计算的相对误差er应不大于0.5%，否则仪器计时系统不正常。5超声仪波幅校验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6dB，此时屏幕波幅高度应降低一半或升高一倍。四、声学参数测量1一般规定（1)依据检测要求和测试操作条件，确定缺陷测试的部位(简称测位)。测位混凝土表面应清洁、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赫结良好。（2)在满足首波幅度测读精度的条件下，应选用较高频率的换能器。换能器应通过藕合剂与混凝土测试表面保持紧

31、密结合，祸合层不得夹杂泥砂或空气。（3)检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的1/6。2声学参数测量（1)采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作：1)检测之前应根据测距大小将仪器的发射电压调在某一挡，并以扫描基线不产生明显噪音干扰为前提，将仪器“增益”调至较大位置保持不动。2)声时测量。应将发射换能器(简称T换能器)和接收换能器(简称R换能器)分别祸合在测位中的对应测点上。当首波幅度过低时可用“衰减器”调节至便于测读，再调节游标冲或扫描延时，使首波前沿基线弯曲的起始点对准游标冲前沿，读取声时值ti(读至0.1s)。3)波幅

32、测量。应在保持换能器良好祸合状态下采用下列两种方法之一进行读取：刻度法：将衰减器固定在某一衰减位置，在仪器荧光屏上读取首波幅度的格数。衰减值法：采用衰减器将首波调至一定高度，读取衰减器上的值。4)主频测量。应先将游标冲调至首波前半个周期的波谷(或波峰)，读取声时值t1(s)，再将游标冲调至相邻的波谷(或波峰)，读取声时值t2(s)，按下式计算出该点(第i点)第一个同期波的主频fi(精确至0.1 kHz)。（2)采用数字式超声检测仪测量应按下列方法操作：1)检测之前根据测距大小和混凝土外观质量情况，将仪器的发射电压、采样频率等参数设置在某一挡并保持不变。换能器与混凝土测试表面应始终保持良好的藕合

33、状态。2)声学参数自动测读：停止采样后即可自动读取声时、波幅、主频值。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波幅自动测读光标所对应的位置与首波峰顶(或谷底)有差异时，应重新采样或改为手动游标读数。3)声学参数手动测读：先将仪器设置为手动读状态，停止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，同时调节幅度游标使其与首波峰顶(或谷底)相切，读取声时和波幅值；再将声时光标分别调至首波及其相邻的波谷（或波峰），读取声时差值t (S)，取1000/ t即为首波的主频（kHz)o4)波形记录：对于有分析价值的波形，应予以存储。（3)混凝土声时值按下式计算：式中：第i点混凝

34、土声时值（s) ; ti：第i点测读声时值（s) ; t00、t00：时初读数（s)。 当采用厚度振动式换能器时，t0应参照使用说明书的方法测得。 （4）径向振动式换能器声时初读数(t00)的测量 将两个径向振动式换能器保持其轴线相互平行，置于清水中同一水平高度，两个换能器内边缘间距先后调节在l1（如200mm) ,l2（如l00mm)，分别读取相应声时值t1、12。由仪器、换能器及其高频电缆所产生的声时初读数t0应按下式计算。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：当用径向振动式换能器在预埋声测管中检测时，声时初读数应按下式计算： 式中：t00：钻孔或声测管中测试的声时

35、初读数； t0：仪器设备的声时初读数； d：径向振动式换能器直径（mm) ; dl：钻的声测孔直径或预埋声测管的内径（mm) ; d2：声测管的外径（mm) ; uw水的声速（km/s)，按表15.10取值； ug：预埋声测管所用材料的声速（km/s)，用钢管时vg =5.80,用PVC.管时、= 2.350表11-8不同温度下水的声速值水温度51015202530水声速(km/s)1.451.461.471.481.491.50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检测时，声时初读数可取该二对换能器初读数之和的一半。（5)超声传播距离(简称测距)测量1)当采用厚度振动式换能器对

36、测时，宜用钢卷尺测量T, R换能器辐射面之间的距离。2)当采用厚度振动式换能器平测时，宜用钢卷尺测量T, R换能器内边缘之间的距离。3)当采用径向振动式换能器在钻孔或预埋管中检测时，宜用钢尺测量放置T, R换能器的钻孔或预埋管内边缘之间的距离。4)测距的测量误差应不大于1%。五、裂缝深度检则用超声法检测混凝土裂缝深度，要求被测裂缝中不得有积水或泥浆。根据裂缝和现场结构的具体情况，测试方法有：单面平测法、双面斜测法和钻孔对测法三种，现分别介绍如下。1单面平测法单面平测法就是在裂缝的被测部位，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)进行平测。当结构的裂缝部位只有一个可测表

37、面，估计裂缝深度又不大于500mm时，可采用单面平测法进行检测。(1)检测步骤1)测量不跨缝的声时将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)为100mm,150mm, 200mm,250mm分别读取声时值(ti)，绘制“时一距”坐标图(如图11-4)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。 图11-4 平测“时-距”图 图11-5 绕过裂缝示意图每测点超声波实际传播距离Li为LiL|式中：Li：第i点的超声波实际传播距离(mm)； L：第i点的R, T换能器内边缘间距(mm) ;:“时距”图中L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：

38、V=（Ln- L1）/(tn-t1)(km/s)或 V=b（km/s） 式中：Ln、L1：第i点和第i点的测距(mm)；tn,t1：第i点和第i点读取的声时值(s)；b：回归系数。2)测量跨缝的声时值如图15.10所示，将T, R换能器分别置于以裂缝为对称的两侧，取100mm ,150mm, 200mm分别读取声时值，同时观察首波相位的变化。(2)裂缝深度计算平测法检测，裂缝深度应按下式计算：式中：li：不跨缝平测时第i点的超声波实际传播距离(mm)；hci：第i点计算的裂缝深度值(mm)；：第t点跨缝平测的声时值()；mhs：各测点计算裂缝深度的平均值(mm)；n：测点数。(3)裂缝深度的确

39、定1)跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时，可用该测距及两个相邻测距的测量值按式(15一52)计算hci值，取此三点hci的平均值作为该裂缝的深度值(hc)。2)跨缝测量中如难于发现首波反相，则以不同测距计算hci及其平均值(Mhc)。将各测距li与mhc相比较，凡测距li小于mhc和大于3 mhc，应剔除该组数据，然后取余下hci的平均值，作为该裂缝的深度值(hc)。2双面斜测法当结构的裂缝部位具有相互平行的测试表面时，可采用双面穿透斜测法检测。如图15.11布置测点，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ti、波幅值Ai及主频率fi。当T、R换能器的连线通

40、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。图11-6 斜测裂缝测点布置示意图3钻孔对测法(1)适用范围钻孔对测法适用于大体积混凝土，预计深度在500mm以上的裂缝检测。同时被检测混凝土应允许在裂缝两侧钻测试孔。(2)换能器裂缝深度检测应选用频率为2060kHz的径向振动式换能器。(3)测试步骤1)先在裂缝两侧钻测试孔，所钻测试孔应满足下列要求：孔径应比所用换能器直径大51Ommo孔深应至少比裂缝预计深度深700mm。经测试如浅于裂缝深度，则应加深钻孔。对应的两个测试孔(A,B)，必须始终位于裂缝两侧，其轴线应保持平行(如图11-7a所示)。两个对应测试孔的间

41、距宜为2000mm，同一检测对象各对应测试孔间距应保持相同。孔中粉末碎屑应清理干净。2)在裂缝一侧再钻一个孔距相同但较浅的孔(C)，通过B,C两孔测试无裂缝混凝土的声学参数。3)测试时应先向测试孔中注满清水，然后将T, R换能器分别置于裂缝两侧的对应孔中，以相同高程等间距(100400mm)从上到下同步移动，逐步读取声时、波幅和换能器所处的深度，如图11-7b所示。图11-7 钻孔测裂缝深度示意图(4)裂缝深度的确定1)以换能器所处深度(h)与对应的波幅值(A)绘制h-A坐标图(如图11-7所示)。2)确定裂缝深度在h-A坐标图上随着换能器位置的下移，波幅逐渐增大，当换能器下移至某一位置后，波幅达到最大并基本稳定，该位置所对应的深度便是裂缝深度值h。图11-8 h-A坐标图