结构试验6节无损检测资料.pptx

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1、 2、横波探伤、横波探伤MSDMSh 横波探伤一般采用斜探头，当发现缺陷时，将探头在结构上的横波探伤一般采用斜探头，当发现缺陷时，将探头在结构上的 位置和示波屛上的伤波位置记下来；然后将探头移至有一角度与位置和示波屛上的伤波位置记下来；然后将探头移至有一角度与 探头折射角相同的直角三角形标准试块斜边上，并作相对移动，探头折射角相同的直角三角形标准试块斜边上，并作相对移动，当发现底波与结构的伤波重合时，量取长度当发现底波与结构的伤波重合时，量取长度 L，即可按下式求得，即可按下式求得 缺陷位置：缺陷位置：；lLhD第1页/共30页网架焊接球节点网架焊接球节点第2页/共30页网架球节点焊缝探伤网架

2、球节点焊缝探伤08奥运老山自行车馆奥运老山自行车馆第3页/共30页 超声波探伤用在钢结构中可探测深度超声波探伤用在钢结构中可探测深度1.5m以内的各种缺陷，以内的各种缺陷，设设 备简单，便于现场使用，并可实现扫描和自动化检测。备简单，便于现场使用，并可实现扫描和自动化检测。二、磁粉探伤二、磁粉探伤 基本基本原理：原理：铁磁材料置于磁场中即被磁化，如材料内部均匀铁磁材料置于磁场中即被磁化，如材料内部均匀 一致且截面不变，则磁力线方向也是一致的；但当材料内部出一致且截面不变，则磁力线方向也是一致的；但当材料内部出 现缺陷（如裂纹、气孔和夹渣等），则由于这些部位的导磁率现缺陷（如裂纹、气孔和夹渣等）

3、，则由于这些部位的导磁率 很低，很低，磁力线将产生畸变，其形状用撒磁粉得到显示。磁力线将产生畸变，其形状用撒磁粉得到显示。适用于探测结构表面的缺陷，深度小于适用于探测结构表面的缺陷，深度小于5mm的较大缺陷也可的较大缺陷也可 显示。显示。方法比较简单，结果直观，操作技术要求不高。方法比较简单，结果直观，操作技术要求不高。第4页/共30页磁粉探伤磁粉探伤钢材表面缺陷钢材表面缺陷第5页/共30页钢材表面裂纹钢材表面裂纹第6页/共30页 三、射线探伤三、射线探伤 包括包括 x 射线和射线和射线探伤。射线探伤。x 射线和射线和射线是波长很短的电磁射线是波长很短的电磁 波，具有很强的穿透非透明物质的能力

4、，并被吸收。而物体吸收波，具有很强的穿透非透明物质的能力，并被吸收。而物体吸收 射线的程度与材料的密实度有关，材料愈密实，吸收能力愈强，射线的程度与材料的密实度有关，材料愈密实，吸收能力愈强，射线衰减越多。当材料内部有缺陷时，则射线通过这些部位的衰射线衰减越多。当材料内部有缺陷时，则射线通过这些部位的衰 减程度减小，因而透过试件的射线较强。根据透过试件射线的强减程度减小，因而透过试件的射线较强。根据透过试件射线的强 弱，即可判断材料内部的缺陷。弱，即可判断材料内部的缺陷。第7页/共30页 6-2.6-2.混凝土结构的无损检测混凝土结构的无损检测 用试件实验测得的混凝土性能指标，往往是与结构物中

5、的混凝用试件实验测得的混凝土性能指标，往往是与结构物中的混凝 土的性能有一定差别。因此，直接在结构物上检测混凝土质量的土的性能有一定差别。因此，直接在结构物上检测混凝土质量的 现场检测技术，已成为混凝土质量管理的重要手段。现场检测技术，已成为混凝土质量管理的重要手段。所谓混凝土所谓混凝土“无损检测无损检测”技术，就是在尽可能不破坏结构构件技术，就是在尽可能不破坏结构构件 的情况下，的情况下，利用测试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理利用测试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理 量量，而该物理量与混凝土质量之间有较好的相关关系，因此可通，而该物理量与混凝土质量之间有较好的相关关系，因此可通

6、 过获取的物过获取的物理量去推定混凝土的质量理量去推定混凝土的质量(强度、混凝土缺陷等强度、混凝土缺陷等)。在建工程在建工程质量事故，质量事故，65 功能改变功能改变改造，改造，20%受损结构受损结构火灾、地震等，火灾、地震等，10 工程验收工程验收重要工程等，重要工程等，5 检测项目检测项目第8页/共30页序序号号测测 试试方方 法法误差范围误差范围(%)检测标准检测标准备注备注1回弹法回弹法1418回弹法检测混凝土抗压强度技术规程回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 23-2011）非破损非破损2后锚固后锚固 法法1015后锚固法检测砼抗压强度技术规程后锚固法检测砼抗压强度技术规程

7、（JGJ/T 208-2010）半破损半破损3拔出法拔出法912拔出法检测混凝土强度技术规程拔出法检测混凝土强度技术规程（CECS 69:2011）半破损半破损4钻芯法钻芯法79钻芯法检测混凝土强度技术规程钻芯法检测混凝土强度技术规程（CECS 03:2007）半破损半破损5综合法综合法1015超声回弹综合法检测砼强度技术规程超声回弹综合法检测砼强度技术规程（CECS 02:2005）非破损非破损6超声法超声法1822非破损非破损7贯入法贯入法1013微破损微破损一、混凝土强度检测一、混凝土强度检测 目前采用的几种测强方法，测试误差及检测标准见下表。目前采用的几种测强方法，测试误差及检测标准见

8、下表。第9页/共30页 1、回弹法、回弹法表面硬度法表面硬度法 （1 1）工作原理）工作原理 一个标准质量的重锤，在标准弹簧力带动下，冲击一个与混凝一个标准质量的重锤，在标准弹簧力带动下，冲击一个与混凝 土表面接触的弹击杆，由于回弹力的作用重锤又回跳一定距离，土表面接触的弹击杆，由于回弹力的作用重锤又回跳一定距离，并带动滑动指针在刻度上显示出回弹值并带动滑动指针在刻度上显示出回弹值N（N=L/L100%)。混。混 凝土的强度越高，表面硬度越大，回弹值也越大。通过事先建立凝土的强度越高，表面硬度越大，回弹值也越大。通过事先建立 的混凝土的混凝土 强度与回弹值关系曲线（测强曲线）强度与回弹值关系曲

9、线（测强曲线）fcuN，即可求得，即可求得 fcu。第10页/共30页（2）适用条件）适用条件 自然养护或蒸气养护出池后经自然养护自然养护或蒸气养护出池后经自然养护7d以上，龄期为以上，龄期为14 1000d，抗压强度为，抗压强度为1060Ma；而且需具备；而且需具备测强曲线测强曲线。（3）测试要求）测试要求 每个构件的测区数不应少于每个构件的测区数不应少于10个，其间距个，其间距2m，测区的面积，测区的面积 不宜大于不宜大于 0.04 m2。测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土的浇注侧面；测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土的浇注侧面；当条件限制而采用非侧面和非水平方向测试时，结果均

10、应加当条件限制而采用非侧面和非水平方向测试时，结果均应加 以修正。以修正。为减小不均匀性影响，每个测区内应有为减小不均匀性影响，每个测区内应有16个测点，去掉最大个测点，去掉最大 和最小值各和最小值各3个，取个，取10个的平均值作为试验结果。个的平均值作为试验结果。混凝土碳化形成的碳酸钙使表面硬度增大，当碳化深度混凝土碳化形成的碳酸钙使表面硬度增大，当碳化深度 0.4 mm 时，对测试结果有明显影响，应进行碳化深度修正。时，对测试结果有明显影响，应进行碳化深度修正。第11页/共30页第12页/共30页第13页/共30页第14页/共30页第15页/共30页 2、超声波法、超声波法 （1）基本原理

11、）基本原理 混凝土强度与其弹性模量、密实度等密切相关，而超声波在其混凝土强度与其弹性模量、密实度等密切相关，而超声波在其 中传播速度与这些参数有如下关系：中传播速度与这些参数有如下关系：Ed 介质的动弹性模量；介质的动弹性模量；介质的密度；介质的密度；介质的泊松比。介质的泊松比。因此，混凝土的强度因此，混凝土的强度 fcu与超声波在其中的传播速度与超声波在其中的传播速度 V具有一定具有一定 的相关性。的相关性。由于影响因素的复杂性和随机性，采用超声波法检测混凝土由于影响因素的复杂性和随机性，采用超声波法检测混凝土 强度时，也必须有事先建立的强度时，也必须有事先建立的 相关曲线。相关曲线。（2）

12、测试方法）测试方法 采用收、发双探头对测法（透射法）。采用收、发双探头对测法（透射法）。第16页/共30页 应在混凝土浇注方向的两侧布置测点，每应在混凝土浇注方向的两侧布置测点，每 对测点的收、发探头应在同一轴线上进行对测；对测点的收、发探头应在同一轴线上进行对测；也可采用两探头不在同一轴线的斜测法。但当也可采用两探头不在同一轴线的斜测法。但当 收、发探头分别布置在混凝土浇注顶面和底面收、发探头分别布置在混凝土浇注顶面和底面 时，与两侧面对测的结果会有差异，应予修正。时，与两侧面对测的结果会有差异，应予修正。从仪表上读出超声波透过试件（从仪表上读出超声波透过试件（S）所需的时间）所需的时间 t

13、，则：，则：V=S/t 3、超声、超声回弹综合法回弹综合法 单一方法测强有一定的局限性，其影响因素也不完全相同。比单一方法测强有一定的局限性，其影响因素也不完全相同。比 如：声速主要反映的是材料的弹性性能，而回弹法则主要反映的如：声速主要反映的是材料的弹性性能，而回弹法则主要反映的 是材料的表面强度。因此，采用两种或两种以上的方法，具有优是材料的表面强度。因此，采用两种或两种以上的方法，具有优 缺互补，正负误差抵消，可提高测试的精度和可靠性。缺互补，正负误差抵消，可提高测试的精度和可靠性。超声回弹综合法是超声回弹综合法是20世纪世纪60年代发展起来的一种非破损检测方年代发展起来的一种非破损检测

14、方 法，由于精度较高，已在我国混凝土工程中广泛使用。法，由于精度较高，已在我国混凝土工程中广泛使用。S接收发射第17页/共30页第18页/共30页 4、钻芯法、钻芯法 钻芯法是在混凝土结构有代表性部位钻取芯样，经加工后进行钻芯法是在混凝土结构有代表性部位钻取芯样，经加工后进行 物理、力学性能的试验测定和分析。该法被认为是一种直接而又物理、力学性能的试验测定和分析。该法被认为是一种直接而又 可靠，能较好反映材料实际情况的微破损鉴定方法。可靠，能较好反映材料实际情况的微破损鉴定方法。我国规程规定：芯样的直径易大于或等于混凝土骨料最大粒径我国规程规定：芯样的直径易大于或等于混凝土骨料最大粒径 的的

15、3 倍，特殊情况也不应小于倍，特殊情况也不应小于 2 倍；高度为直径的倍；高度为直径的0.952.05倍，倍，以直径和高度均为以直径和高度均为 100mm 作为标准试件。作为标准试件。芯样混凝土强度换算值芯样混凝土强度换算值 ，按下式计算：，按下式计算：式中，式中，F 芯样抗压试验测得的最大压力（芯样抗压试验测得的最大压力（N）；）；d 芯样试件的平均直径芯样试件的平均直径（mm）；）；不同高径比混凝土强度换算系数。不同高径比混凝土强度换算系数。第19页/共30页第20页/共30页第21页/共30页第22页/共30页 5、拔出法、拔出法 拔出法是用一根螺栓或类似的装置，部分埋入混凝土中，然后拔

16、出法是用一根螺栓或类似的装置，部分埋入混凝土中，然后 拔出，通过测定其拔出力的大小来评定混凝土的强度。拔出，通过测定其拔出力的大小来评定混凝土的强度。（1）先装法）先装法 将锚头预埋在混凝土内，到达龄期后做拔出试验。该法仅适用将锚头预埋在混凝土内，到达龄期后做拔出试验。该法仅适用 于工程施工及验收需要。于工程施工及验收需要。（2）钻孔后装法）钻孔后装法 在硬化的混凝土表面钻孔，然后装上拔出装置，进行拔出试验。在硬化的混凝土表面钻孔，然后装上拔出装置，进行拔出试验。该法灵活性较大，较适用于服役结构的检测。该法灵活性较大，较适用于服役结构的检测。两种方法的基本概念都是建立在两种方法的基本概念都是建

17、立在拔出力与混凝土抗压强度的拔出力与混凝土抗压强度的 相关关系上相关关系上。其优点是能比较直接地反映混凝土的强度，虽只测。其优点是能比较直接地反映混凝土的强度，虽只测 表面某一深度，但比回弹法深度大，比超声波法影响因素少，比表面某一深度，但比回弹法深度大，比超声波法影响因素少，比 取芯方便，费用低，损伤范围小。取芯方便，费用低，损伤范围小。第23页/共30页 二、混凝土裂缝的检测二、混凝土裂缝的检测超声法超声法 服役结构在使用过程中，可能产生各种裂缝和损伤，为了评估服役结构在使用过程中，可能产生各种裂缝和损伤，为了评估 其安全性和耐久性，常需要了解其安全性和耐久性，常需要了解裂缝的深度、形状和

18、走向裂缝的深度、形状和走向。非金。非金 属属超声波超声波监测仪是一种方便、快捷的检测手段。监测仪是一种方便、快捷的检测手段。检测原理：超声波在传播过程中遇到裂缝时，不同介质产生检测原理：超声波在传播过程中遇到裂缝时，不同介质产生 反射、折射、绕射、衰减以及介质应力与声速所具有的相关性。反射、折射、绕射、衰减以及介质应力与声速所具有的相关性。1、垂直裂缝、垂直裂缝 收、发探头放置在对称于裂缝的混凝土表面上，彼此相距为收、发探头放置在对称于裂缝的混凝土表面上，彼此相距为d，测得裂缝尖端的声时测得裂缝尖端的声时 t1；然后以相同的距；然后以相同的距 离离 d 将探头置于附近无裂缝处的混凝土表将探头置

19、于附近无裂缝处的混凝土表 面，测得沿表层传播的声时面，测得沿表层传播的声时 t2，则：，则：hdABO第24页/共30页第25页/共30页 当条件允许时，也可采用对测法。对测探当条件允许时，也可采用对测法。对测探 头从裂缝顶部开始逐渐向下移动，当测得声头从裂缝顶部开始逐渐向下移动，当测得声 速为混凝土声速时，即为裂缝的终止。速为混凝土声速时，即为裂缝的终止。2、斜裂缝（走向和深度）、斜裂缝（走向和深度）走向：走向：将一探头置于将一探头置于A点，另一探头置于点，另一探头置于 裂缝的另一端靠近裂缝的裂缝的另一端靠近裂缝的 B1点，测得声时点，测得声时 t1 后再稍许外移，声时若减小，则裂缝走向右后

20、再稍许外移，声时若减小，则裂缝走向右 边；反之则走向左边。边；反之则走向左边。裂缝末端：裂缝末端：在在 B 探头由探头由 B1 到到 B2 的移动过程中，记下声时最的移动过程中，记下声时最 小的测点小的测点 B3，从，从 B3 引测试面引测试面 的垂线，该直线必与裂缝的末的垂线，该直线必与裂缝的末 端端 O 相交。相交。aAObB1B3B2ttt1t1第26页/共30页 从直角三角形从直角三角形 AOB3和和 B1OB3 可得：可得：B1O2b2AO2a2 AOB1O V t1 其中其中 V 为混凝土无裂缝的声速。为混凝土无裂缝的声速。解得解得 AO 或或 B1O，即可确定，即可确定 O 点的

21、位置。点的位置。三、混凝土内部缺陷的检测三、混凝土内部缺陷的检测超声法超声法 检测原理：超声波在混凝土中传播遇到缺陷时，其正常传播检测原理：超声波在混凝土中传播遇到缺陷时，其正常传播 的某些声学参数便发生变化，根据这些改变，可判断缺陷的存在的某些声学参数便发生变化，根据这些改变，可判断缺陷的存在 和大致尺寸。和大致尺寸。检测标准：检测标准：超声法检测混凝土缺损技术规程超声法检测混凝土缺损技术规程CECS 21:2000 主要方法有：声时法、波形法、振幅法和频率法。主要方法有：声时法、波形法、振幅法和频率法。aAObB1B3B2t1第27页/共30页 1、声时法、声时法利用超声波遇到孔洞等缺陷，

22、产生绕射或直接穿利用超声波遇到孔洞等缺陷，产生绕射或直接穿 过缺陷过缺陷中低速介质时，从声时的变化而进行量测。中低速介质时，从声时的变化而进行量测。2、波形法、波形法利用超声波遇到缺陷时，连续性被破坏，传播路利用超声波遇到缺陷时，连续性被破坏，传播路 线受干扰，使接收波波形发生畸变和首波到达接受探头时间的线受干扰，使接收波波形发生畸变和首波到达接受探头时间的 滞后，来判断缺陷。滞后，来判断缺陷。3、振幅法、振幅法利用缺陷对声波的衰减比无缺陷处大，接收波振利用缺陷对声波的衰减比无缺陷处大，接收波振 幅将减小的特点，根据首波振幅的异常变化确定缺陷。幅将减小的特点，根据首波振幅的异常变化确定缺陷。4

23、、频率法、频率法利用混凝土中质量的不同，对超声脉冲波中的高利用混凝土中质量的不同，对超声脉冲波中的高 频分量吸收、衰减也不同，致使接收波的频谱发生变化。有缺频分量吸收、衰减也不同，致使接收波的频谱发生变化。有缺 陷处，接收波的高频分量相对减少，低频分量则相对增大。因陷处，接收波的高频分量相对减少，低频分量则相对增大。因 此从通过接收的频率值检测出缺陷。此从通过接收的频率值检测出缺陷。第28页/共30页 四、混凝土中钢筋位置的测定四、混凝土中钢筋位置的测定电磁法电磁法 原理：利用电磁感应原理，检测铁磁性材料的不可见位置、原理：利用电磁感应原理，检测铁磁性材料的不可见位置、大小等。大小等。钢筋位置测定仪主要由探头和接收指示两部分组成。在主线圈钢筋位置测定仪主要由探头和接收指示两部分组成。在主线圈 上加一交流电压（上加一交流电压（50V），副线圈上即有感应电流产生，感应电），副线圈上即有感应电流产生，感应电 流的大小随探头与钢筋的距离（或钢筋的直径）而变化，探头接流的大小随探头与钢筋的距离（或钢筋的直径）而变化，探头接 近钢筋时，感应电流增加，反之则减小。通过标定，从电流表指近钢筋时，感应电流增加，反之则减小。通过标定，从电流表指 示的感应电流大小，便可确定钢筋的位置与直径。示的感应电流大小，便可确定钢筋的位置与直径。第29页/共30页感谢您的观看。第30页/共30页