裂缝深度计算程序
混凝土裂缝深度标准规定
混凝土裂缝深度标准规定一、前言混凝土结构是建筑工程中常用的一种结构类型，但是在使用过程中，由于多种因素，如自然力、人为因素等，混凝土结构会出现裂缝，而裂缝的深度标准是一个非常重要的指标。
本文将从国内外标准的角度出发，详细介绍混凝土裂缝深度标准的规定。
二、国内标准规定1.《建筑结构工程质量验收规范》（GB50202-2002）该标准规定混凝土结构裂缝的控制要求，其中对于裂缝宽度和深度有以下规定：（1）当混凝土结构裂缝深度不超过结构计算强度的1/3时，可以不采取修补措施；（2）当混凝土结构裂缝深度超过结构计算强度的1/3，但不超过结构计算强度时，应进行修补措施；（3）当混凝土结构裂缝深度超过结构计算强度时，应进行加固措施。
2.《建筑结构工程验收标准》（GBJ158-2002）该标准对于混凝土结构裂缝进行了更为严格的要求，其中规定：（1）混凝土结构裂缝的深度不得超过结构计算强度的1/2，否则需要采取相应的措施；（2）当混凝土结构裂缝深度超过结构计算强度的1/3时，应进行加固措施。
三、国外标准规定1.美国标准美国标准规定混凝土结构裂缝的深度不得超过结构计算强度的1/4，否则需要进行修补措施。
2.欧洲标准欧洲标准规定混凝土结构裂缝的深度不得超过结构计算强度的1/3，否则需要进行修补措施。
四、综合比较分析从以上国内外标准的规定来看，国内标准相较于国外标准更为严格，要求混凝土结构裂缝的深度不得超过结构计算强度的1/2，而美国标准规定的深度仅为结构计算强度的1/4，欧洲标准规定的深度为结构计算强度的1/3。
因此，国内标准对于混凝土结构的要求更为严格，可以有效提高建筑结构的安全性。
五、结论混凝土结构裂缝深度标准是建筑工程中非常重要的一个指标，不同的国家和地区对于该标准的规定存在一定的差异，但是总体来说，国内标准对于混凝土结构的要求更为严格。
在实际的工程建设中，需要根据不同的标准进行相应的措施，以保证建筑结构的安全性。
混凝土裂缝深度检测技术
混凝土裂缝深度检测技术目录1测试的意义 (2)2测试方法和原理 (3)2.1标准测试方法 (3)2.2独创测试方法（表面波法） (6)2.3裂缝延伸方向的测试 (8)3模型、现场验证 (9)3.1基础试验（1998-2006） (9)3.2现场验证（1998-2006） (11)4特点和适用范围 (14)4.1特点 (14)4.2适用范围 (14)4.3影响因素 (15)4.4与超声波方法相比的优越性 (15)1测试的意义混凝土结构是最重要的土木、建筑结构，在社会基础设施中占据举足轻重的地位。
然而，由于各种原因（如干燥收缩、温度应力、外荷载、基础变形等），裂缝是混凝土结构中最常见的缺陷或损伤现象。
由于裂缝的成因、状态、发展以及在结构中的位置等的不同，对结构的危害性也有很大的区别。
严重的裂缝可能危害结构的整体性和稳定性,对结构的安全运行产生很大影响。
另一方面，也有些裂缝，如表面温度变化或干燥收缩引起的浅裂缝则无大的影响。
此外，根据大量的观测资料，在混凝土结构物中出现的裂缝，大多数在竣工后1-2年内已产生。
如果这些裂缝处于稳定状态，其对结构的影响程度要小得多。
此外，对于裂缝的修补，如裂缝充填（往裂缝中注入水泥砂浆或者环氧树脂等充填材料，以防内部钢筋锈蚀）和裂缝补强（裂缝表面粘贴钢板等）都需要在明确裂缝的状态、成因的基础上才能合理、有效地进行。
因此，为了确定裂缝的状态、发展和成因，以及合理评价裂缝对结构物的影响，选择适当的修补方案和时机，掌握其深度与其长度、宽度都是非常重要的。
所不同的是，裂缝的深度测试较之长度和宽度测试要困难得多，通常需要采用钻孔取样的方法加以直接测试。
但是，钻孔取样的方法除费时费力，对结构也有一定的损害以外，对深裂缝由于取样困难往往难以测试。
同时，对于裂缝的发展也难以监测，因此，采用合理的无损检测方法是非常必要的。
裂缝深度的无损检测方法有多种，长期以来，研究人员开发了多种测试方法，大致可以分为：1)基于超声波的检测方法；2)基于冲击弹性波的检测方法然而，由于混凝土结构及裂缝的特殊性，使得裂缝深度的无损检测变得非常困难。
混凝土裂缝深度检测技术研究
１ 超声 波单面 平测 法检测 原理 【 ５ ｌ
１ 不 跨缝 的声 时 测 量 ． １ 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 不 同问 距 分 别 读取 声 时值 ｔｆ以 为 纵 轴 绘 、 ｆ 横轴 绘 制 ０， ｔ为 ｏ “ 距 ” 标 （ １ 或用 回 归分 析 的方 法 求 出声 时 与测 距 之 间 时一 坐 Ｉ ） 刊
一 — —
关键 词 ： 声 波 裂 缝 深 度 超
混 凝 土
０ 引 言
混凝 土 结 构 由 于各 种 原 因 普 遍 存在 裂 缝 。 了确 定 裂缝 的危 为
害 性及 制 定 相 应 的 补救 措 施 。 关 键 的一 点 就 是 要 测 定裂 缝 的深 很
一
， ，
√ Ｄ ＋ Ｄ ＝ ，Ｂ Ｃ Ｂ Ｂ Ａ Ｂ ２ ４ Ｄ ＋ Ｄ ＝ Ｃ， Ｃ＋ Ｂ＝
维普资讯
２０ 年（ ５ 第１ ０６ 第３
袁善杭 ， 殷金栋 ， 郑树 寅， 李子鑫
（ 州交通 大学 土 木工程 学院 ， 肃 兰州 ７ ０７ ） 兰 甘 ３００
摘要 ： 根据超声波检 测混凝土裂缝深度 的原理 ， 导出换能 推
＝
图 ２ 跨缝 测试 示意 图
图 ３ 不对 称布 置 测 点 示 意 图
相 点 ，计 算
裂缝深度 ；
对 实 际裂 缝 以平 测 法 计 算 的 裂 缝 深 度 确 定 测 点 位 置 找 出 首 波 反
ｌ十 ａ ｌ
， 第 ｉ 的 Ｒ、 能 器 内 边缘 间距 （ ｍ） ： 一 点 Ｔ换 ｍ
据公式 （） １计算出修正值 ａ 。 （ ） 照 以 下 方 法 布 置 跨 缝 测 点 ：ａ 正 交 对 称 布 置 ： Ｔ 和 ２按 （） 将
超声法检测混凝土缺陷
三、超声波法检测混凝土缺陷
3. 混凝土内部空洞尺寸的 估算 3.1 设空洞位于发射和接 收换能器的正中央 适用于只有一对可供测 试的表面时，按下式估 算空洞半径：
1 r d l 2
th 1 t m
2
三、超声波法检测混凝土缺陷
7. 频率的测量方法
测量周期法
f=1/4(t2-t1) =1/2(t3-t2) =1/(t4-t2) 一般取前一、二个周期 的波形
三、超声波法检测混凝土缺陷
（一）混凝土裂缝深度检测 1. 平测法 1.1 适用范围
只有一个表面可供超声检测 裂缝深度不大于500mm
三、超声波法检测混凝土缺陷
三、超声波法检测混凝土缺陷
（二）混凝土不密实区和空洞检测
1. 测试方法 1.1 平面对测 结构被测部位有两对互相平行表面 在测区的两对平行表面上，画100～300mm网格 并逐点编号 测量对应测点的 声时、波幅和频 率
三、超声波法检测混凝土缺陷
1.2 平面斜测 被测部位只在一对平行表面可供测试，或被测部位 处于结构的特殊位置
2. 振幅
指首波，即第一个波前半周的幅值，反映了接收
到声波的强弱 强度↑，振幅↑ 内部有缺陷、裂缝，振幅↓ 振幅与仪器性能、耦合状况、测距大小均有关系， 没有统一的度量标准，目前只作为同条件（同一 仪器、同一状态、同一测距）下相对比较用
二、超声法检测的基本原理
3. 频率
超声波检测中，电脉冲激发出的声脉冲信号是复
3.2 设空洞位于发射和接收换能器连线的任意位置 适用于有两对可供测试的表面时。设X=(th-tm)/tm， Y=lh/l，Z=r/l，则可根据X、Y值，由表C.0.1查得Z值， 再计算空洞的大致半径r
裂缝测深仪校准方法探讨
裂 缝测 深仪测 试 范围小 于 ５０ ｍ， 试相 对误 差 ： ０ｍ 测 ± （ ～ｌ ） ５ Ｏ ％。为 了与实 际工作 中测 量 的混 凝土 材质 接 近 ， 我们 可 以选 择材 质均 匀 的花 岗岩为基 体 ， 过加 工 ， 通 如下
２ 测 量原 理
裂缝 测深 仪一 般采 用单 面平 测法对 表 面裂缝 进行 测 量 ， 以同一个 测量 面 作 为 基 面 ， 裂缝 的被 测 部位 ， 它 在 按 跨缝 和不 跨缝 布置 不 同间距 的测 点进行 检 测 。
跨 缝时裂 缝深 度 的测量 ： Ｔ和 Ｒ两 换 能 器分 别 置 将 于 以裂 缝 中心为对 称 的两 侧 ， 换 能 器 内边缘 在 不 同间 两 距下 ， 分别 测量声 时值 ｔ 。
， ’ 一
第ｉ 组点计算的裂缝深度值： 詈×／ Ｉ一 ＾ｌ １
厶
一
Ｙ 、
一
做好伴热保温工作相当重要。质量流量计要采用蒸汽伴 热而 且要 双面 均匀 伴 热 ， 盐棉 铁 皮 保 温 。使测 量 管 内介 质温 度在 ８ 以上 。 以消除挂 壁影 响 ， ０度 使质 量 流量计 可 正常 工作 。 质量 流量 计 测 量 原油 可 消 除 Ｃ 、 ２ Ｃ 等微 量 易 １Ｃ 和 ３ 汽化 的成 分 的影响 。提高 测量精 度 。
１ 示。 所
表 １ 标准不确定度分量一览表
。
（） ２ 标块工 作 面 的平 面度 允许误 差不超 过 ０１ ｍ， ．ｍ 按 均匀分 布
Ｍ ＝ ｒ ＝ ０． ６ ｍ ０ ｍｍ
６ 合成标准 不确定 度
厂 一
。 ＝
厂 一
一
一 √ ３
（） ３ 当裂缝 槽深 度 方 向 与工 作 面 的垂 直 度允 许 误差 不超 过 ｌ ｍ ｌＯ ｍ， 能器分别 置 于 以裂缝 中心 为 对称 ｍ ／Ｏ ｍ 换 位 置 进行 检测 时 ， 响较 小 ， 以忽 略不计 。 影 可 （） ４ 裂缝 底 线 与 工 作 面 的平 行 度 允 许 误 差 不 超 过 ０２ ｍ， 均 匀分布 ．ｍ 按
超声波测混凝土裂缝深度原理规范
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。
超声波检测混凝土裂缝深度
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误差分析和修正方法
由于实际操作中存在多种误差源，如 超声波发射和接收装置的精度、混凝 土材料的不均匀性等，因此需要分析 误差来源并进行修正。
修正方法包括：提高超声波发射和接 收装置的精度、对不同深度的裂缝进 行多次测量并取平均值、根据混凝土 材料的性质进行误差修正等。
CHAPTER 04
实际应用案例
裂缝深度对超声波传播时间的影响程度与混凝土的密度、弹性模量等材料属性有关。
超声波传播时间与裂缝深度的计算公式
01
根据混凝土的物理性质和超声波 的传播特性，通过数学模型计算 超声波传播时间与裂缝深度的关 系。
02
常用的计算公式包括：H=Δt×V/2， 其中H为裂缝深度，Δt为超声波传 播时间，V为超声波在混凝土中的 传播速度。
检测操作
将超声波探头放置在混凝土表 面，调整探头角度，启动设备 进行检测。
结果评估
根据数据分析结果，对混凝土 结构的内部缺陷进行评估，提 出相应的处理建议。
CHAPTER 03
混凝土裂缝深度与超声波传播时间 的关系
混凝土裂缝深度对超声波传播时间的影响
裂缝深度越大，超声波传播时间越长。 裂缝深度越小，超声波传播时间越短。
案例一：某桥梁的混凝土裂缝深度检测
桥梁名称
某大型公路桥梁
检测目的
评估桥梁混凝土结构中裂缝的深度和分布情况，以确保结构安全
检测方法
采用超声波检测技术，通过在混凝土表面布置一系列传感器，接收裂 缝反射的声波信号，并分析信号传播时间，以确定裂缝深度
结果分析
经过数据处理和分析，成功检测出桥梁混凝土结构中的裂缝深度，为 后续的加固和维护提供了依据。
信号处理单元负责对接收到的 信号进行处理和分析，提取有 用的信息，如波速、波形等。
(一) 裂缝的基本参数
（一）裂缝的基本参数对于一个裂缝组系来说，裂缝的基本参数是指裂缝的宽度、大小、产状、间距、密度、充填性质等。
这些参数可在野外露头和岩心上直接测量，也可以利用测井资料间接求取。
1. 裂缝宽度（张开度）裂缝宽度，也叫张开度（或叫开度），是指裂缝壁之间的距离。
这个参数是定量描述裂缝的重要参数，它与裂缝孔隙度和渗透率，特别是渗透率的关系很大。
裂缝宽度可以在露头表面、岩心及铸体薄片上直接测得，也可以通过测井间接求取。
斯伦贝谢公司A. M. Sibbitt et al. （1985）仅对最简单的一条裂缝（水平或垂直）用二维有限元法进行了数值计算，得出双侧向测井解释方法。
他们没有考虑不同角度、多组裂缝的情况，得到了计算一条裂缝宽度的公式。
垂直裂缝：油气田开发地质学水平裂缝：油气田开发地质学式中：b——裂缝宽度，mm；C LLD，C LLS——深、浅双侧向电导率，S/m；C m ——泥浆电导率，S/m；C b——基质电导率，S/m。
周文（1998）提出了垂直（近垂直）裂缝的双侧向测井计算公式：油气田开发地质学式中：b——裂缝宽度，μm；g d，g s——深、浅双侧向几何因子；α——裂缝平均倾角，（°）；D d，D s——深、浅双侧向电极探测深度（根据测量仪系列选定），m；r——井筒半径，m；H——侧向测井聚集电流层厚度，m；R LLD，R LLS——深、浅双侧向电阻率，Ω·m；R m——泥浆电阻率，Ω·m。
2. 裂缝的间距裂缝间距是指两条裂缝之间的距离。
对于岩石中同一组系的裂缝，应对其间距进行测量。
所谓同一组系裂缝，是指那些具有成因联系、产状相近的多条裂缝的组合。
裂缝间距变化较大，由几毫米可变化到几十米。
裂缝间距小于井径时，要在岩心上进行观测，并统计裂缝的间距。
观测过程中要注意不同岩性中裂缝间距的变化和裂缝间距的级别。
裂缝间距大于井径时，在岩心上是无法直接观测裂缝间距的，因而至今尚无一种较好的估算裂缝间距的方法。