超聲波檢測(cè)混凝土裂縫深度的方法

混凝土是建筑工程中最主要的用量最大的建筑材料之一。 其質(zhì)量直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全，加強(qiáng)混凝土質(zhì)量的監(jiān)控和檢測(cè)，保證和提高混凝土質(zhì)量，是當(dāng)今建筑工程中的重要課題，施工不慎混凝土未搗實(shí)、施工中因溫度變形和干燥收縮、早期施工過(guò)載以及混凝土承載后產(chǎn)生受力損傷等都會(huì)形成裂縫，因此 ，對(duì)裂縫的開(kāi)展深度和走向進(jìn)行檢測(cè)非常必要一 般工程結(jié)構(gòu)中的梁、柱、板和機(jī)場(chǎng)跑道出現(xiàn)的裂縫都屬于淺裂縫 (開(kāi)裂深度≯ 50cm )?，F(xiàn)在許多國(guó)家都有檢測(cè)裂縫的規(guī)程，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)裂縫方法也不斷發(fā)展，下面根據(jù)我們的實(shí)踐應(yīng)用，介紹一下用超聲法檢測(cè)裂縫深度的幾種方法。
1、裂縫深度常用超聲檢測(cè)方法
   對(duì)混凝土淺裂縫(深度〈50cm ) ，超聲檢測(cè)法主要有 （圖1）tc—t。法和 BS4408標(biāo)準(zhǔn)方法（圖2）。國(guó)內(nèi)規(guī)程改進(jìn)了 tc-t。法。

  上述方法中，BS4408所述的聲通路測(cè)距法以兩換能器的邊到邊計(jì)算， 而 tc-t。法則以兩換能器的中到中計(jì)算，實(shí)際上聲通路既不是兩換能器的邊到邊距離 ，也不是中到中距離。國(guó)內(nèi)規(guī)程則以平測(cè)時(shí)--距坐標(biāo)圖中L軸的截矩，即直線方程回歸系數(shù)的常數(shù)項(xiàng)作為修正值。修正后的測(cè)距提高了 tc-to 法測(cè)試精度。新修訂的國(guó)內(nèi)規(guī)程規(guī)定，在平測(cè)法中，凡測(cè)距小于裂縫深度 d 和> 3d 的測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)予以剔除，余下取平均值 為該裂縫 的深度值。如果在某一測(cè)距發(fā)現(xiàn)首波相位已反轉(zhuǎn)?？捎迷摐y(cè)距前后幾點(diǎn)數(shù)據(jù)取平均值，作為裂縫深度值。
 2 、利用超聲波首波相位變化的方法檢測(cè)裂縫深度

在裂縫檢測(cè)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了因換能器平置裂縫兩的側(cè)的間距不同而引起首波幅度及其振幅相位變化的規(guī)律（圖3）。

若置換能器于裂縫兩側(cè) ，當(dāng)換能器與裂縫間距t2分別大于、等于和小于裂縫深度d 時(shí)，超聲波接收波形如3b-c所示。
首波的振幅相位先后發(fā)生了180度的反轉(zhuǎn)變化，即在平移換能器時(shí)，隨著 a 的變化，存在一個(gè)使首波相位發(fā)生反轉(zhuǎn)變化的臨界點(diǎn)。當(dāng) a=d 時(shí)（圖3c），回折角 + = 9O。 在該臨界點(diǎn)左右，波形變化特別敏感 ，只要把換能器稍作來(lái)回移動(dòng)，首波振幅相位反轉(zhuǎn)瞬間而變。

   圖4裂縫末端衍射波垂直方向的位移相位是隨衍射角變化的，其變化角度由材質(zhì)的泊松比決定， 一般混凝土的衍射角+=90。

裂縫兩側(cè)換能器不對(duì)稱布置 ，接收換能器不動(dòng)，移動(dòng)發(fā)射換能器 ，同樣也可以觀察到首波相位的變化，在首波相位反轉(zhuǎn)臨界點(diǎn) ，此時(shí)裂縫深度 d=.

工程中現(xiàn)澆混凝土樓板鋼筋的間距一般為l5~ 20cm 。 當(dāng)混凝土裂縫深度> 5cm 時(shí)，聲通路就有可能被鋼筋“短路”。檢測(cè)需在 a≥1.5d的條件下進(jìn)行 ，但現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)很難滿足這一條件，為此，換能器布置不與鋼筋平行，而采用斜測(cè)的辦法 ，避免鋼筋“短路” 。
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