混凝土裂缝深度检测技术

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混凝土结构裂缝检测技术规范

混凝土结构裂缝检测技术规范

混凝土结构裂缝检测技术规范一、前言混凝土结构是建筑工程中常见的一种结构形式,其稳定性和耐久性对建筑工程的安全和可靠性至关重要。

然而,由于混凝土结构在使用过程中受到各种外力作用以及自身的热胀冷缩等因素的影响,裂缝的出现是不可避免的。

因此,对混凝土结构的裂缝进行检测,是保证工程质量、延长工程使用寿命的重要措施。

二、检测方法1.肉眼观察法肉眼观察法是最常见的一种裂缝检测方法,其操作简便、成本低廉,但是只能检测到比较明显的裂缝,对于细小的裂缝则无法发现。

操作方法:检测人员直接观察混凝土结构表面,发现裂缝时可以用标记笔标记出来,以备后续处理。

2.超声波检测法超声波检测法是一种非破坏性检测方法,可以检测到混凝土结构内部的裂缝情况,具有高精度、高准确性的优点。

操作方法:将超声波仪器接触在混凝土结构表面,通过超声波的传导来检测结构内部的裂缝情况。

需要注意的是,超声波仪器的选择和操作需要专业技术人员进行。

3.测量仪器检测法测量仪器检测法是一种常用的混凝土结构裂缝检测方法,其可以通过测量方法来检测裂缝的长度、宽度以及深度等参数,具有较高的准确性和可靠性。

操作方法:使用专用的测量仪器,将测量仪器接触在混凝土结构表面,通过测量仪器的数据来得到裂缝的参数信息。

需要注意的是,测量仪器的选择和操作需要专业技术人员进行。

三、检测标准1.裂缝宽度裂缝宽度是评估混凝土结构裂缝情况的重要参数之一,其标准如下:(1)裂缝宽度小于0.3mm,不需要进行处理;(2)裂缝宽度在0.3mm~0.5mm之间,需要进行观察和记录;(3)裂缝宽度大于0.5mm,需要采取相应措施进行处理。

2.裂缝长度裂缝长度也是评估混凝土结构裂缝情况的重要参数之一,其标准如下:(1)裂缝长度小于结构宽度的1/3,不需要进行处理;(2)裂缝长度在结构宽度的1/3~1/2之间,需要进行观察和记录;(3)裂缝长度大于结构宽度的1/2,需要采取相应措施进行处理。

3.裂缝深度裂缝深度是评估混凝土结构裂缝情况的重要参数之一,其标准如下:(1)裂缝深度小于结构厚度的1/4,不需要进行处理;(2)裂缝深度在结构厚度的1/4~1/2之间,需要进行观察和记录;(3)裂缝深度大于结构厚度的1/2,需要采取相应措施进行处理。

混凝土裂缝检测方法

混凝土裂缝检测方法

混凝土裂缝检测方法混凝土是一种常见的建筑材料,它在建筑和基础设施领域起着重要作用。

然而,由于各种因素(如干燥收缩、温度变化、荷载施加等),混凝土在使用过程中可能会出现裂缝。

这些裂缝可能对结构的稳定性和安全性产生负面影响,因此混凝土裂缝检测方法变得至关重要。

本文将介绍几种常用的混凝土裂缝检测方法,并对其原理、特点和应用进行综述。

一、视觉检测法视觉检测法是最直观和常用的混凝土裂缝检测方法之一。

通过对混凝土表面进行目测或使用显微镜观察,检测混凝土表面的裂缝情况。

这种方法的优点是操作简单、成本低廉。

然而,视觉检测法存在主观性和依赖于操作者经验的不足之处,有时很难检测到较细微的裂缝。

二、无损检测法无损检测法是一种非破坏性的混凝土裂缝检测方法,其主要原理是通过测量混凝土内部的物理特性来检测裂缝。

常见的无损检测方法包括超声波检测、雷达检测和温度检测等。

这些方法具有高精度、高效率和不破坏性的特点,可以检测到较细微的裂缝,并提供关于裂缝位置和大小的定量信息。

三、微红外热像检测法微红外热像检测法是一种基于红外热像技术的混凝土裂缝检测方法。

它利用混凝土内部的温度差异来检测裂缝的存在。

通过使用红外热像仪,可以获取混凝土表面的热分布图像,并通过分析图像来确定是否存在裂缝。

这种方法具有非接触式、高效率和高精度的特点,适用于大面积的裂缝检测。

四、声发射检测法声发射检测法是一种基于声学原理的混凝土裂缝检测方法。

它利用混凝土内部的应力和裂缝活动产生的声波信号来检测裂缝。

通过安装传感器在混凝土表面或内部,可以捕捉到裂缝活动产生的声波信号。

通过分析这些信号的特征,可以确定裂缝的位置、大小和活动情况。

这种方法具有高灵敏度和高实时性的特点,可用于长期监测裂缝的变化。

五、电阻应变计检测法电阻应变计检测法是一种利用电阻应变计测量混凝土内部应变的混凝土裂缝检测方法。

电阻应变计贴附在混凝土表面或埋入混凝土内部,在施加荷载或温度变化的作用下,测量电阻应变计的电阻变化。

裂缝深度检测方法

裂缝深度检测方法

裂缝深度检测方法
裂缝深度检测方法有多种,下面列举几种常用的方法:
1. 高精度测量仪器:使用激光扫描仪、激光测距仪等高精度仪器进行裂缝深度的测量。

这些仪器能够快速、精确地测量出裂缝的深度,并记录下来供后续分析使用。

2. 图像处理方法:利用图像处理技术,对裂缝的图像进行处理,根据图像的纹理、颜色等特征来估计裂缝的深度。

这种方法适用于对裂缝进行非接触式的测量,但对图像的质量和分辨率要求较高。

3. 声学方法:利用声波的传播特性来测量裂缝的深度。

通过将声波传递到裂缝处并接收反射回来的声波信号,可以根据声波的传播时间和强度来推断裂缝的深度。

这种方法适用于对混凝土、石材等材料的裂缝进行深度测量。

4. 拍摄/摄像方法:通过对裂缝进行拍摄或摄像,然后在后期对拍摄/摄像的图像进行分析,通过测量图像上裂缝的长度和宽度等参数,结合裂缝的位置和其他特征,估计裂缝的深度。

需要根据实际情况选择合适的检测方法,不同方法有各自的优缺点和适用范围。

同时,使用多种方法进行交叉验证也能提高测量结果的准确性和可靠性。

混凝土裂纹检测的高效方法

混凝土裂纹检测的高效方法

混凝土裂纹检测的高效方法一、引言混凝土是现代建筑中最常用的建筑材料之一,但由于外界因素的影响(如温度变化、物理损伤等),混凝土很容易产生裂纹。

这些裂纹会导致混凝土的强度下降,从而影响建筑物的安全性能。

因此,混凝土裂纹的检测和评估对于建筑物的维护和安全至关重要。

二、传统混凝土裂纹检测方法传统的混凝土裂纹检测方法包括目视检测、手感检测、声波检测、X 射线检测等。

这些方法虽然简单易行,但对于深层裂缝或微小裂缝的检测效果不佳。

此外,这些方法需要人工判断,存在误差大、效率低等问题。

三、高效的混凝土裂纹检测方法1. 激光扫描技术激光扫描技术是一种高效、准确、无损的混凝土裂纹检测方法。

该技术利用激光扫描仪对混凝土表面进行扫描,通过对扫描图像的分析,可以快速准确地检测出混凝土表面的裂纹。

该技术具有检测速度快、效率高、精度高、无损伤等优点,是目前混凝土裂纹检测的主流技术之一。

2. 红外热成像技术红外热成像技术是一种基于热学原理的混凝土裂纹检测方法。

该技术通过红外热像仪对混凝土表面进行扫描,通过对图像的分析,可以检测出混凝土表面的温度分布情况,从而判断是否存在裂纹。

该技术具有检测速度快、效率高、无损伤等优点,但对于深层裂缝或微小裂缝的检测效果不佳。

3. 高分辨率数字相机技术高分辨率数字相机技术是一种利用高分辨率数字相机对混凝土表面进行拍摄,然后通过图像处理技术对图像进行分析,从而检测出混凝土表面的裂纹的方法。

该技术具有检测速度快、效率高、精度高等优点,但需要对混凝土表面进行前期处理,如刷涂反光涂料等,才能获取更好的图像。

4. 微波无损检测技术微波无损检测技术是一种利用微波对混凝土进行扫描的方法,通过对微波扫描图像的分析,可以检测出混凝土中的裂纹。

该技术具有检测速度快、效率高、无损伤等优点,但对于深层裂缝的检测效果不佳。

四、结论传统的混凝土裂纹检测方法虽然简单易行,但对于深层裂缝或微小裂缝的检测效果不佳,且需要人工判断,存在误差大、效率低等问题。

混凝土结构中的裂缝检测与评估方法

混凝土结构中的裂缝检测与评估方法

混凝土结构中的裂缝检测与评估方法混凝土结构是现代建筑中常见的结构形式之一,然而,由于各种原因,混凝土结构在使用过程中可能会出现裂缝的问题。

裂缝的出现不仅影响着结构的美观和使用寿命,还可能对结构的安全性造成潜在威胁。

因此,混凝土结构中的裂缝检测与评估方法显得尤为重要。

本文将介绍一些现有的裂缝检测与评估方法,旨在为工程师和研究者提供参考。

一、非破坏性检测方法1. 声波检测法声波检测法是一种常用的非破坏性检测方法,通过发送声波脉冲到混凝土结构中,并测量回波信号的传播时间和强度来评估结构中的裂缝情况。

这种方法操作简便、成本较低,并且可以提供裂缝的位置、深度和长度等信息。

2. 磁力检测法磁力检测法是一种基于磁性材料的非破坏性检测方法。

通过将磁性材料放置在混凝土结构表面,利用磁场的变化来检测结构中的裂缝。

这种方法对于裂缝的检测和评估效果较好,但仅限于表面裂缝的识别。

3. 红外热像法红外热像法是一种通过测量物体表面的红外辐射来检测结构中的裂缝的方法。

这种方法可以提供裂缝的位置、尺寸和温度分布等信息,但对于较浅的裂缝检测效果较好。

二、破坏性检测方法1. 反射光学显微镜法反射光学显微镜法是一种常用的破坏性检测方法,通过观察混凝土断面的显微镜图像来评估裂缝情况。

这种方法可以提供裂缝的形态、宽度和分布等信息,但需要在实验室条件下进行。

2. X射线检测法X射线检测法是一种利用X射线透射特性来评估混凝土结构中的裂缝的方法。

这种方法可以提供裂缝的位置、宽度和深度等信息,但需要专业的设备和专业的操作人员。

三、裂缝评估方法1. 可视评估法可视评估法是一种常用的裂缝评估方法,通过直接观察裂缝的形态和分布来评估其严重程度。

这种方法操作简便,但主观性较强。

2. 测量评估法测量评估法是一种通过测量裂缝的尺寸和变形情况来评估其严重程度的方法。

这种方法可以提供准确的数据支持,但需要专业的工具和技术。

综上所述,混凝土结构中的裂缝检测与评估方法有多种选择,可以根据具体情况选择合适的方法来进行。

混凝土裂缝检测规范

混凝土裂缝检测规范

混凝土裂缝检测规范混凝土裂缝检测规范是指对混凝土结构中的裂缝进行检测和评估的技术规范。

混凝土裂缝是指混凝土结构中产生的破裂或开裂的现象,其产生的原因有很多,如荷载作用、温度变化、混凝土收缩等。

对混凝土裂缝进行检测和评估可以及时发现和处理结构中的问题,确保结构的安全和可靠性。

以下是混凝土裂缝检测规范的要点:1.检测方法混凝土裂缝的检测方法主要有目视检测、触摸检测、声波检测和显微镜检测等。

其中,目视检测是最常用的方法,通过人眼观察裂缝的长度、宽度、形状、位置等特征来评估其严重性和影响程度。

2.检测标准混凝土裂缝的严重程度可以按照一定的标准进行评估。

常用的评估标准有裂缝宽度标准、裂缝长度标准和裂缝形态标准等。

根据混凝土结构的用途和重要性,可以制定相应的评估标准,并根据标准划分裂缝的等级。

3.检测仪器混凝土裂缝的检测需要使用一些专业的仪器设备,如裂缝测量仪、裂缝扩张计和裂缝测量显微镜等。

这些仪器可以帮助我们更精确地测量和评估裂缝的特征,为后续的修复和加固提供依据。

4.检测周期混凝土结构中的裂缝应定期检测,以便及时发现和处理问题。

检测周期的选择需要考虑混凝土结构的使用环境、荷载情况和年限等因素。

一般情况下,对于新建的混凝土结构,可以在前期随着使用时间的增加,逐渐缩短检测周期。

5.检测记录和报告对混凝土裂缝的检测结果应进行记录和报告。

检测记录应包括裂缝的位置、宽度、长度、形状等信息,以及检测日期和检测人员等。

检测报告应对裂缝的等级和严重程度进行评估,并提出相应的修复和加固建议。

通过以上的规范要点,可以有效地对混凝土结构中的裂缝进行检测和评估,及时发现和处理问题,保障结构的安全和可靠性。

混凝土裂缝的检测是重要的维护和管理工作,也是确保混凝土结构长期使用的关键。

混凝土开裂检测和处理的标准

混凝土开裂检测和处理的标准

混凝土开裂检测和处理的标准混凝土开裂检测和处理的标准引言:混凝土是我们日常生活中广泛使用的一种建筑材料,它具有耐久性和强度优势。

然而,随着时间的推移,混凝土结构可能会出现开裂问题,这可能会对建筑物的稳定性和功能性造成负面影响。

为了保证结构的安全性和维持其寿命,混凝土开裂的检测和处理至关重要。

本文将深入探讨混凝土开裂的标准,包括检测方法、开裂程度评估及处理措施。

一、混凝土开裂的检测方法1. 目测检查法目测检查是最简单且常用的方法,通过裸眼观察混凝土表面是否存在开裂情况。

这种方法适用于裂缝明显的情况,然而,对于细小或隐蔽的裂缝,目测检查有时不够准确。

2. 使用裂缝计量仪器裂缝计量仪器能够提供更准确的测量结果,常用的有裂缝计量尺、直线变形计等。

通过将这些仪器放置在混凝土表面裂缝上,可以实时记录裂缝的变形情况。

3. 应变测量法应变测量法是一种基于混凝土受力变形原理的检测方法。

通过在混凝土结构表面布置应变计,可以测量混凝土在不同部位的应变情况,进而判断是否存在开裂问题。

二、混凝土开裂程度评估1. 裂缝宽度评估裂缝宽度通常是评估混凝土开裂程度的重要指标之一。

根据混凝土裂缝的宽度,可以将其分为微裂缝(小于0.1mm)、细裂缝(0.1mm-0.3mm)、中裂缝(0.3mm-1.0mm)和大裂缝(大于1.0mm)等不同等级,以便进行相应的处理措施。

2. 裂缝数量评估裂缝数量也是评估混凝土开裂程度的参考指标之一。

通过对混凝土结构上的裂缝数量进行统计和分析,可以综合判断开裂情况的严重程度。

3. 裂缝形态评估混凝土裂缝的形态特征也对开裂程度的评估具有一定的指导意义。

常见的裂缝形态包括直线型、弧形、蜘蛛网状等,不同形态的裂缝可能反映了不同的结构问题。

三、混凝土开裂的处理措施1. 预防性措施预防混凝土开裂是更为理想的方式。

在施工过程中,可以采取一些预防性措施,例如控制混凝土的水灰比、增加混凝土的抗裂性能、合理设置伸缩缝等,以减少混凝土开裂的风险。

混凝土裂缝检测的常用方法

混凝土裂缝检测的常用方法

混凝土裂缝检测的常用方法一、混凝土裂缝检测的背景和意义混凝土作为建筑材料的主要组成部分,其强度和耐久性的好坏决定着建筑物的寿命和安全性。

然而,长期以来,混凝土在使用过程中易出现裂缝,这对建筑物的安全性和使用寿命造成了威胁。

因此,对混凝土裂缝的检测和修复显得尤为重要。

二、混凝土裂缝的分类混凝土裂缝可分为结构裂缝和非结构裂缝。

结构裂缝是由混凝土内部的应力超过承受能力造成的,包括温度裂缝、收缩裂缝、变形裂缝等。

非结构裂缝是由外部因素引起的,如冻胀裂缝、腐蚀裂缝、地震裂缝等。

三、混凝土裂缝检测的常用方法1. 目视检测法目视检测法是最简单、最常用的一种混凝土裂缝检测方法。

该方法通过人工观察混凝土表面,检测裂缝的数量、长度、宽度、深度等指标。

目视检测法的优点在于操作简单、成本低廉,但其缺点也很明显,即检测的准确性受到人员经验和视力等因素的影响。

2. 手摸检测法手摸检测法是一种通过手感来检测混凝土裂缝的方法。

该方法通过手感来判断混凝土表面是否存在裂缝,并确定裂缝的长度、宽度、深度等指标。

手摸检测法的优点在于操作简单、成本低廉,但其缺点也很明显,即检测的准确性受到人员经验和感觉等因素的影响。

3. 声波检测法声波检测法是一种通过声波来检测混凝土裂缝的方法。

该方法通过在混凝土表面发射声波,然后测量声波反射的时间和强度,从而判断混凝土表面是否存在裂缝,并确定裂缝的长度、宽度、深度等指标。

声波检测法的优点在于检测效率高、准确性高,但其缺点也很明显,即受到环境噪声和混凝土表面杂质的影响。

4. 电磁波检测法电磁波检测法是一种通过电磁波来检测混凝土裂缝的方法。

该方法通过在混凝土表面发射电磁波,然后测量电磁波反射的时间和强度,从而判断混凝土表面是否存在裂缝,并确定裂缝的长度、宽度、深度等指标。

电磁波检测法的优点在于检测效率高、准确性高,但其缺点也很明显,即受到环境噪声和混凝土表面杂质的影响。

5. 激光扫描法激光扫描法是一种通过激光来检测混凝土裂缝的方法。

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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。

同时,目前常用的裂缝深度的无损检测技术大多是从金属材料的裂缝深度检测中发展而来,在应用于混凝土结构中会遇到各种问题,使得测试结果常常较实际深度偏浅很多,因此难以在实际工程中推广应用。

当然,对裂缝深度方向的发展的监测迄今尚无有效的手段。

混凝土裂缝深度测试仪SCE-CDT2测试方法和原理我们自1997年开始,针对这一问题,在基于表面波的测试技术基础上,建立相对严密完整的理论体系。

并在此基础上开发了独创的“表面波法”。

同时,我们还集成了目前国内外其他几种方法以便相互印证,从而尽可能地提高测试精度。

下表为在本系统中集成的主要测试方法,其分别对应于我国、日本和英国的相关检测规程。

表2-2-1 裂缝深度测试项目一览表2.1标准测试方法标准测试方法包括相位反转法和传播时间差法。

这2种方法均采用接收信号的初始部分的特性,为目前较为通用的测试方法。

1)相位反转法当激发的弹性波(包括声波、超声波)信号在混凝土内传播,穿过裂缝时,在裂缝端点处产生衍射,其衍射角与裂缝深度具有一定的几何关系。

相位反转法正是根据衍射角与裂缝深度的几何关系,来对裂缝深度进行快速测试的。

将激振点与接收点沿裂缝对称配置,从近到远逐步移动。

当激振点与裂缝的距离与裂缝深度相近时,接收信号的初始相位会发生反转。

该方法只须移动冲击锤或换能器,确定首波相位反转临界点,就可确定混凝土的裂缝深度。

与其它混凝土裂缝深度检测方法相比,具有无需通过公式计算,简单直观的特点,有一定的实用价值。

图2-2-1 相位反转法的概念2)传播时间差法该方法适合混凝土结构物中的开口裂缝。

其测试原理是激励产生的弹性波遇到裂缝时,波被直接隔断,并在裂缝端部衍射通过。

本方法实质就是通过测试波在有裂缝位置和没有裂缝健全部位传播的时间差来推定裂缝深度的。

裂缝深度越大,传播时间差也越长。

图2-2-2 传播时间差法概念传播时间差法又可以分为Delta法、BS法等子方法。

我们在BS法的基础上提出的修正BS法采用3点回归的方法,无需测试波速,还能够推测裂缝的延伸方向。

具有测试优点明显,测试理论严密,在狭小场所也可测试等优点。

3)标准测试方法的局限这两种类型的方法都利用传播的波的初动成分(到达时间或者是初始相位)。

尽管在金属探伤技术中有广泛应用,但在测试混凝土裂缝时,却会遇到很大的困难:⑴接触面/充填物的影响受裂缝的接触面(紧密程度或压力情况)或充填物(水、灰尘)的影响,导致波会提前通过,测试的传播时间变短,测试结果会比裂缝实际深度要浅。

图2-2-3 接触充填的影响⑵接受信号能量的影响若混凝土结构物中的裂缝比较深,那么在裂缝端衍射的弹性波能量会降低,衍射的信号会很变弱,这对接收波初始时刻的判断不利。

极端的例子是:若混凝土结构物中的裂缝是贯通的,那么几乎不会有衍射波通过。

图2-2-4 接受信号能量的影响⑶初始波成分(类型)不明的影响对于没有裂缝、或裂缝比较浅的时候,接收波的初始成分主要是表面波和SV波。

而裂缝比较深的时候,信号又很微弱,这对初始信号的判断带来困难。

因此,由于裂缝面的接触、钢筋、水分以及信号衰减的影响,使得标准测试方法得到的裂缝深度往往较实际值偏浅,特别是对于深裂缝,其测试误差更大。

图2-2-5 初始信号不明的影响2.2独创测试方法(表面波法)针对现有技术的不足,我们开发了一种新的裂缝深度探测技术(简称“表面波法”)。

该方法采用冲击弹性波中的瑞利波(表面波的一种)的衰减特性来测试混凝土构造物中的裂缝深度。

该方法测试范围大,受充填物、钢筋、水分的影响小,特别适合测试较深的裂缝。

1)表面波法的基本原理瑞利波是由于P波和S波在媒体边界面上相互作用而形成,其传播速度比S波稍慢,并主要集中的媒体表面和浅层部分,其特性非常适合于探测裂缝的深度。

⑴瑞利波在媒体表面受冲击所产生的弹性波中,能量最大,信号采集容易;⑵依存于材料的剪切力学特性,从而对裂缝更为敏感;⑶瑞利波大部分能量主要集中在从表面开始的1倍波长的范围内。

瑞利波在传播过程中所发生的几何衰减和材料衰减。

可以通过系统补正,而保持其振幅不变。

但是,瑞利波在遇到裂缝时,其传播在某种程度上被遮断,在通过裂缝以后波的能量和振幅会减少。

因此,根据裂缝前后的波的振幅的变化(振幅比),便可以推算其深度。

无衰减较小衰减图2-2-6 “表面波法”的概念2) 关键测试技术“表面波法”最早于上世纪60年代被提出,但一直未能得到实用。

其原因在于对能量衰减的测试误差较大,为此我们开发了基于“双方向激振技术”的高精度能量衰减测试技术(已获得国家发明专利,专利号:ZL200510021851.5),从而大大提高了“表面波法”的测试精度和实用性。

3) 表面波法的特点表面波法测试裂缝的范围很大,可达几米,受充填物、水分的影响较小。

特别是对贯穿裂缝精度非常高。

但该方法属于半理论半经验的方法,理论不是特别严密。

对于坝面等近似于半无限平面体,非常适合表面波法测试。

但不适合狭窄结构,因为表面波受边界条件(侧壁、边角等)的影响较大。

利用双方向发振回归技术降低了测试误差,提高了测试精度。

选择测区希望避免剥离的地方,可提高其测试精度。

因为有剥离的场合,会引起板波和振动,导入测试误差大。

表2-2-2 裂缝深度测试方法比较较大衰减有衰减适用裂缝浅、开口裂缝深裂缝测试面的形状灵活平坦、规则相位反转法传播时间差法表面波法图2-2-7 裂缝深度的测试概念2.3裂缝延伸方向的测试隧道天顶的塌落危险评估、以及结构内力分别的推算等均需要掌握裂缝的方向。

本系统可以较方便地推算裂缝的延伸方向。

这个方面类似剥离,测试得到的自振频率会降低图2-2-7 利用自振频率的变化测试这个方面类似剥离,测试得到的R波波速会降低图2-2-8 根据R波速度的变化测试此外,我们开发的修正BS法不仅可以测试裂缝的速度,还可以测试裂缝的方向。

但该方法属于传播时间差法,其测试深度均较浅,测试精度也不十分理想。

3模型、现场验证3.1基础试验(1998-2006)1)混凝土块试验(开口裂缝)利用大型混凝土试验块,对开口裂缝(裂缝宽2mm,无填充物)进行了验证试验。

结果表明,对于开口裂缝,⑴各测试方法的测试结果均很理想;⑵表面波法的测试离散度相对较大。

照片2-3-1 试验场景图2-3-1 验证结果2) 混凝土块试验(裂缝面压力)在很多情况下,裂缝面上有可能受到压缩应力。

对此,我们在试验室做了大型试验,来验证在受压应力条件下表面波法的测试精度。

照片2-3-2 试验场景00.10.20.30.40.50.600.20.40.6测试深度(m)可以看出:⑴ 随着压力的增加,测试的裂缝结果逐渐变浅;⑵ 传播时间法在受到微小应力时,已无法测试裂缝的深度;⑶ 裂缝面上的应力在5MPa 以上时,表面波法也无法检测出裂缝的存在。

3.2 现场验证(1998-2006)我们对隧道、挡土墙、基础等钢筋混凝土结构以及大坝中的各类裂缝,进行了无损检测以及钻孔取样验证。

1) 钢筋混凝土结构物照片2-3-3 现场测试场景 照片2-3-4 钻孔验证图2-3-2 验证结果比较图(裂缝深度比较)图2-3-3 验证结果比较图(离散程度比较)表2-3-1 裂缝深度相对误差一览表(钢筋混凝土)根据验证试验的结果,可以得到如下结论:⑴表面波法基本上可以准确地测试出裂缝的深度,经验证的最大测试深度为100cm;⑵采用P波初始时间的方法(如传播时间法,相位反转法)则过浅地测试了裂缝深度。

该类方法的最大测试深度一般不超过20cm,往往测试了钢筋保护层厚度。

2)无钢筋混凝土结构物照片2-3-6 钻孔验证场景 照片2-3-7 钻孔结果各测试方法的验证结果及离散程度如表3-3-1~3-3-3,图3-3-3~3-3-4所示。

图2-3-4 无筋混凝土中的验证结果图2-3-5 裂缝深度测试相对误差一览(无筋混凝土)020406080100020406080100测定值(c m )钻孔取样结果(cm )表面波法传播时间法-100.0%-80.0%-60.0%-40.0%-20.0%0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%020406080100相对误差钻孔取样结果(cm )表面波法传播时间法表2-3-2 验证结果一览综上所述:⑴无论是对于钢筋混凝土还是无钢筋混凝土结构物,利用表面波法都可以得到比较满意的结果;⑵根据50多个现场钻孔试验的验证,表面波法的测试结果的标准偏差大约为28%左右;⑶利用P波的传播时间法和相位反转法,均只能测试裂缝的开口深度;⑷在裂缝受压的条件下,表面波法得到的测试结果也有偏浅的趋势。

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