裂缝深度检测意义与特点
裂缝监测实施细则

裂缝监测实施细则一、背景介绍裂缝是指岩石、土壤或建筑物等物体表面出现的线状或面状的裂缝,是地质灾害中常见的一种形式。
裂缝的形成可能是由于地壳运动、地震、地下水位变化、地质构造活动等原因引起的。
为了及时掌握裂缝的变化情况,采取裂缝监测是非常必要的。
二、监测目的裂缝监测的目的是为了及时掌握裂缝的变化情况,判断其稳定性,并根据监测数据进行合理的防治措施。
三、监测方法1. 传统测量法:采用传统的测量仪器,如经纬仪、水准仪等,通过测量裂缝的长度、宽度、深度等参数,来判断裂缝的变化情况。
2. 光电测量法:采用光电测量仪器,通过测量裂缝两侧的光电信号变化,来判断裂缝的变化情况。
3. 形变监测法:采用形变传感器,如应变计、位移传感器等,通过测量裂缝周围的形变情况,来判断裂缝的变化情况。
四、监测频率1. 常规监测:根据裂缝的稳定性和重要性,定期进行监测,一般为每年一次或每季度一次。
2. 临时监测:对于新出现的裂缝或发生重大地质灾害的区域,应及时进行临时监测,以确保及时采取防治措施。
五、监测数据处理与分析1. 数据采集:监测数据应按照事先确定的监测方法进行采集,确保数据的准确性和可靠性。
2. 数据处理:对采集到的监测数据进行整理、筛选和校正,排除异常值和误差,得到可靠的监测数据。
3. 数据分析:根据监测数据的变化趋势和规律,进行数据分析,判断裂缝的稳定性和变化趋势。
六、监测报告1. 监测报告应包括监测的目的、方法、频率、数据处理与分析结果等内容。
2. 监测报告应及时提交给相关部门和单位,供其参考和决策使用。
七、监测责任1. 监测责任单位应具备相应的监测设备和技术人员,保证监测的准确性和可靠性。
2. 监测责任单位应定期对监测设备进行维护和检修,确保设备的正常运行。
以上为裂缝监测实施细则的详细内容,希望对您有所帮助。
如有任何疑问或需要进一步了解,请随时与我们联系。
混凝土裂缝深度标准规定

混凝土裂缝深度标准规定一、引言混凝土裂缝是混凝土结构中常见的一种病害,裂缝的形成和发展会对混凝土结构的强度、刚度、耐久性等性能产生不良影响,甚至可能导致结构的崩塌。
因此,混凝土裂缝深度的标准规定具有重要的意义。
二、混凝土裂缝深度标准规定的背景混凝土裂缝深度标准规定的制定,旨在通过规范混凝土结构中裂缝的深度,保证结构的安全性、耐久性和可靠性,为混凝土结构的设计、建造和维护提供科学依据。
三、混凝土裂缝深度标准规定的内容1. 裂缝深度定义混凝土裂缝深度是指裂缝的最大深度,通常采用裂缝表面的平均深度作为评价标准。
2. 裂缝深度评价标准根据裂缝深度的大小,可以将混凝土裂缝分为以下几类:(1) 轻微裂缝:深度小于0.1mm,不影响结构的强度和稳定性。
(2) 中等裂缝:深度在0.1mm~2mm之间,对结构的强度和稳定性有一定影响,但不会导致结构失效。
(3) 严重裂缝:深度大于2mm,对结构的强度和稳定性产生显著影响,有可能导致结构的失效。
3. 裂缝深度标准规定根据混凝土裂缝的类型和所在结构的重要程度,裂缝深度标准规定如下:(1) 轻微裂缝:不需要采取任何措施。
(2) 中等裂缝:深度小于1mm的中等裂缝,不需要采取任何措施;深度在1mm~2mm之间的中等裂缝,需要进行修补或加固。
(3) 严重裂缝:深度小于2mm的严重裂缝,需要进行修补或加固;深度大于2mm的严重裂缝,需要进行拆除或加固。
4. 裂缝深度检测方法常用的混凝土裂缝深度检测方法包括人工检测和仪器检测两种。
(1) 人工检测:采用肉眼观察或经验判断的方式进行检测,适用于裂缝深度较小的情况。
(2) 仪器检测:采用激光扫描、超声波探伤等技术进行检测,可以准确地测量裂缝深度,适用于裂缝深度较大或结构重要的情况。
四、混凝土裂缝深度标准规定的应用混凝土裂缝深度标准规定的应用可以分为以下几个方面:1. 混凝土结构设计时,需要参考裂缝深度标准规定,合理设计结构的抗裂性能,确保结构的安全性和可靠性。
超声回弹综合法测裂缝深度

建议
在实际应用中,应充分考虑混凝土材料的特性、裂缝形态、测试环境等因素,以确 保测试结果的准确性和可靠性。
对于不同类型的裂缝,应采用不同的测试策略和技术手段,以提高测试效率和精度。
未来可以进一步研究超声回弹综合法的理论模型和技术原理,探索更先进的测试方 法和数据处理技术,以推动无损检测技术的发展。
误差对结果的影响。
CHAPTER 06
结论与建议
结论
超声回弹综合法是一种有效的无损检测方法,能够准确地测定混凝土结构 中的裂缝深度。
通过对比实验数据,发现超声回弹综合法在裂缝深度测量方面具有较高的 精度和可靠性,能够满足工程实际需求。
该方法具有操作简便、快速、无损等优点,对于工程实践具有重要的应用 价值。
方法进行拟合。
裂缝深度计算公式
裂缝深度计算公式
基于超声波和回弹法的测量结果,结合混凝土的抗压强度和 弹性模量等参数,可以推导出裂缝深度的计算公式。该公式 通常需要考虑超声波在裂缝中的传播规律以及回弹值与裂缝 深度的关系。
裂缝深度计算公式的应用
通过将实际测量得到的超声波传播速度、回弹值以及混凝土 的其他参数代入公式中,可以计算出裂缝的实际深度。该方 法具有较高的精度和可靠性,适用于各种不同情况下的裂缝 深度测量。
综合法原理
综合法原理概述
超声回弹综合法是一种结合超声波检测和回弹检测的方法,通过综合分析两种检测结果,可以更全面地评估混凝 土的性能和内部缺陷。
综合法应用
在裂缝深度检测中,超声回弹综合法可以通过测量裂缝两侧混凝土的波速和回弹值,结合混凝土的力学性能参数, 推算出裂缝的深度。同时,综合法还可以用于评估混凝土内部的密实度和缺陷程度,为结构安全评估提供依据。
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混凝土裂缝检测技术的研究及应用

混凝土裂缝检测技术的研究及应用一、研究背景与意义混凝土结构广泛应用于建筑、水利、交通等领域,而混凝土的开裂是混凝土结构过程中不可避免的现象,裂缝的形成和发展会导致混凝土结构的强度、刚度、耐久性等性能下降,甚至影响结构的安全性。
因此,混凝土裂缝检测技术的研究和应用对于混凝土结构的安全评估、维护、修复具有重要的意义。
二、混凝土裂缝检测技术的分类及原理1. 视觉检测技术视觉检测技术是一种常用的混凝土裂缝检测方法,其原理是通过人工或机器视觉对混凝土表面的裂缝进行观察和记录。
人工视觉检测技术的优点是操作简便,成本低廉,但精度较低,易受人为因素的影响;机器视觉检测技术的优点是精度高,能够实现自动化检测,但设备成本高,维护成本也较高。
2. 声波检测技术声波检测技术是一种利用声波在混凝土中传播的原理来检测混凝土裂缝的方法。
该技术的优点是能够探测深度较深的裂缝,且不受混凝土表面状态的影响,但对于混凝土中的杂质、缺陷等干扰较大,且需要专业的设备和人员操作。
3. 热释电检测技术热释电检测技术是一种利用混凝土表面温度变化来检测混凝土裂缝的方法。
该技术的优点是可以在混凝土表面直接检测裂缝,且不受环境干扰,但对于混凝土表面状态的要求较高,且需要较长的检测时间。
4. 电阻率检测技术电阻率检测技术是一种利用混凝土中电阻率变化来检测混凝土裂缝的方法。
该技术的优点是能够检测较细的裂缝,且具有高灵敏度和高精度,但对于混凝土表面状态的要求较高,且需要专业的设备和人员操作。
三、混凝土裂缝检测技术的应用混凝土裂缝检测技术在建筑、桥梁、地铁、水库等领域得到了广泛的应用。
在建筑领域,混凝土裂缝检测技术可以用于检测建筑物的墙体、地面、天花板等部位的裂缝情况,以及检测构件的质量是否符合标准。
在桥梁领域,混凝土裂缝检测技术可以用于检测桥梁的支座、梁体、墩柱等部位的裂缝,以及检测桥梁的结构健康状况。
在地铁领域,混凝土裂缝检测技术可以用于检测地铁隧道、车站等部位的裂缝,以及检测地铁的结构健康状况。
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。
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。
建筑工程裂缝检测方案

建筑工程裂缝检测方案一、引言随着城市化进程的加快和建筑业的不断发展,建筑工程的质量和安全问题越来越受到重视。
裂缝是建筑物中常见的问题,其存在可能导致建筑物的结构强度和稳定性受到影响,甚至造成财产损失和人员伤亡。
因此,对建筑工程中的裂缝进行及时、准确地检测和评估,对于保障建筑物结构的稳定性和安全性具有重要意义。
本文将介绍建筑工程裂缝检测的相关技术和方案。
二、裂缝检测的重要性建筑工程中的裂缝是指在建筑物结构材料中或其连接部件上发生的断裂、裂缝等类型的破坏现象。
裂缝的产生有很多原因,包括设计、施工、材料、环境等方面的因素。
裂缝的存在可能对建筑物的结构强度和稳定性产生影响,从而带来安全隐患。
裂缝检测的重要性主要体现在以下几个方面:1. 保障建筑物的结构安全裂缝的存在可能导致建筑物的结构强度受到影响,从而影响建筑物的安全性。
通过对裂缝进行及时、准确的检测,可以发现和解决裂缝问题,从而保障建筑物的结构安全。
2. 提高建筑工程的质量裂缝是建筑工程中常见的问题,通过对裂缝进行检测和评估,可以及时发现并解决裂缝问题,从而提高建筑工程的质量。
3. 预防财产损失和人员伤亡裂缝的存在可能导致建筑物的结构强度受到影响,从而可能造成财产损失和人员伤亡。
通过对裂缝进行检测和评估,可以预防财产损失和人员伤亡的发生。
三、裂缝检测的技术和方法目前,常见的建筑工程裂缝检测技术和方法包括人工检测、仪器检测、影像检测、无损检测等。
下面将介绍这些技术和方法的特点和应用场景。
1. 人工检测人工检测是通过人工观察和检测裂缝的存在和情况。
这种方法简单直观,但是受到人眼视力和观察角度的限制,不够准确和全面。
因此,人工检测一般适用于裂缝的初步发现和情况的把握。
2. 仪器检测仪器检测是利用专门的仪器设备对裂缝进行检测和评估。
常见的仪器包括裂缝测距仪、裂缝计量仪、光纤传感器、裂缝监测仪等。
这些仪器设备能够对裂缝进行较为准确和全面的检测,但是需要专业的操作技能和维护保养,成本较高。
混凝土裂缝深度检测方法研究

混凝土裂缝深度检测方法研究一、背景介绍混凝土结构是现代建筑中广泛应用的一种材料。
但由于混凝土的性质和环境因素的影响,混凝土结构容易出现裂缝,这会对结构的强度和耐久性产生很大的影响。
因此,混凝土裂缝的检测和控制是保证混凝土结构安全和稳定的重要措施之一。
二、裂缝深度的定义与分类裂缝深度是指裂缝的深度,是反映混凝土结构病害严重程度的重要指标之一。
裂缝深度的分类通常有微裂缝、毛细裂缝和大裂缝三种类型,具体的分类标准如下:1. 微裂缝:裂缝宽度小于0.1mm,深度小于0.3mm;2. 毛细裂缝:裂缝宽度在0.1mm~0.5mm之间,深度在0.3mm~1.0mm之间;3. 大裂缝:裂缝宽度大于0.5mm,深度大于1.0mm。
三、裂缝深度检测方法的研究现状目前,对混凝土裂缝深度的检测主要有以下几种方法:1. 视觉检测法:通过人眼观察裂缝的宽度和深度,来判断裂缝类型和深度。
该方法简单易行,但缺点是检测结果存在主观性和误差较大的问题。
2. 钻孔法:通过钻取混凝土试件并观察钻孔中的裂缝情况,来判断裂缝类型和深度。
该方法操作简单,但只能对局部进行检测,且对混凝土结构本身的破坏较大。
3. 超声波法:通过超声波的传播速度和反射信号来判断裂缝的深度和类型。
该方法具有非破坏性、高精度和全面性等优点,但对设备和操作人员要求较高。
4. 磁电法:通过测量混凝土中磁场和电场的变化来判断裂缝深度和类型。
该方法具有灵敏度高、精度好、适用范围广等优点,但操作较为复杂。
5. 激光扫描法:通过激光扫描混凝土表面,获取混凝土表面的三维形态数据,进而分析裂缝深度和类型。
该方法具有高精度、非破坏性等优点,但对设备和操作人员要求较高。
四、超声波法的检测原理和方法超声波法是目前应用最为广泛的一种混凝土裂缝深度检测方法。
其检测原理是利用超声波在混凝土中的传播速度和反射信号来判断裂缝深度和类型。
具体检测方法如下:1. 确定检测区域:首先需要确定需要检测的混凝土区域,一般是裂缝比较明显的地方。
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裂缝深度检测的意义与特点(宁波升拓检测技术有限公司浙江宁波 NCIT)对应的仪器:上图:混凝土多功能检测仪(SCE-MATS)下图:混凝土超声波检测仪(SCU-PWT)概述: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。
然而在使用过程中,不可避免地出现各种老化、劣化现象(如裂缝、混凝土强度降低等)。
同时,如果施工质量得不到很好的保证,会加速结构的劣化,从而造成社会经济的损失。
为此,升拓检测历时10余年,与国内外相关机构合作开发了一整套针对混凝土的浇筑质量、结构的缺陷的综合解决方案和技术体系。
该方案基于无损检测技术,具有测试效率高、可靠性好、对结构无损伤等特点,可以大大地提高混凝土材料及结构的质量。
该技术体系的检测内容主要包括:1) 裂缝深度;2) 混凝土构件质量(强度及刚度);3) 结构尺寸4) 表面剥离、脱空及内部缺陷;5) 岩体力学特性及分级测试测试意义:整个技术体系采用冲击弹性波作为测试媒介,并集成到测试设备中(混凝土多功能检测仪,SCE-MATS)。
其测试精度和效率达到工程要求,已在国内外数百个各类工程中得到了实际应用。
我们具有相关技术的全部知识产权,并申请和获得了多项国家发明专利,产品出口到日本等海外。
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。
裂缝种类允许最大宽度(mm)深度要求例如,在《公路桥梁养护技术规范》(2004)中,对裂缝深度做了如下规定:表1-1-1 裂缝深度容许值结构类型钢筋混凝土梁组合梁结合面0.50 不允许贯通结合面预应力混凝土梁梁体竖向裂缝不允许梁体纵向裂缝0.20砖石、混凝土拱拱圈横向0.30 深度低于拱圈高度一半墩台各类0.20~0.40 不允许贯通墩身截面一半2.2 测试方法和原理裂缝深度的无损检测方法有多种。
根据测试面的条件,可以分为单面平测法、双面斜测法和钻孔对测法。
其中,单面平测法适用面最广。
混凝土材料及结构综合检测技术体系 3表2-2-1 裂缝深度测试方法一览表方法测试原理概要备注无损方法平测法相位反转法根据接收信号初始相位的反转采用接收信号的初始部分的特性,不适合深裂缝传播时间差法根据激发信号的传播时间面波法根据激发信号的衰减特性采用接收与激发面波信号的能量特性斜测法传播时间差法根据激发信号的传播时间需要具备两个平行的测试面钻孔方法直接确认法在裂缝上钻孔确认其深度最为直观,但不适合深裂缝对测法在裂缝两侧钻孔,采用声波透射的方法适用范围最广在本节中,主要针对无损方法进行探讨,有关钻孔的方法在2.6中加以描述。
2.2.1 平测法(基于首波特征)基于首波特征的平测法包括相位反转法和传播时间差法。
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。
相位反转法正是基于该原理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。
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。
传播时间差法又可以分为Delta法、BS(British Standard)法等子方法。
其中,BS法无需测试波速, 在狭小场所也可适用。
我们在BS法的基础上提出的修正BS法。
采用3点回归,还能够推测裂缝的延伸方向。
3) 此类检测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:(1) 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。
(2) 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。
(3) 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。
2.2.2 平测法(面波法)针对现有平测技术的不足,我们开发了一种新的裂缝深度探测技术(简称“波法”)。
该方法采用瑞利波(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) 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。
(1) 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;(2) 依存于材料的剪切力学特性,从而对裂缝更为敏感;(3) 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。
根据我们的试验资料和理论分析结果,有:其中,、和分别为裂缝深度、表面波波速和裂缝后/前的振幅比(需经几何衰减修正)。
) ln(7429.0xH H x2) 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(1) 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。
测试精度高。
但该方法属于半理论半经验的方法,理论不是特别严密。
(2) 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。
(3) 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。
(4) 有剥离的场合,会引起板波和振动,导致测试误差大。
相位反转法传播时间差法表面波法2.2.3 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。
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。
2.2.4 斜测法当混凝土结构的裂缝部位有一对相互平行的表面时,可选用穿透斜测法。
常见的梁、柱及其结合部位。
这种方法相对较直观,检测结果较为可靠。
1) 检测方法如下图所示,采用等测距、等斜角的跨缝与不跨缝的斜测法检测。
2) 裂缝深度判定判定方法可采用衰减和波速结合的方式。
由于混凝土失去连续性,弹性波在裂缝界面上产生很大衰减,仪器接收到的首波信号很微弱,其波幅、声时测值与不过缝测点相比较,存在显著差异(一般波幅差异更明显,但离散性也更大)。
据此便可判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通。
但需要注意的有两点:(1) 激振应采用冲击锤,一般可用D17。
(2) 接收端传感器的接触一定要紧密,宜用专用支座。
2.3 模型、现场验证2.3.1 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,(1) 各测试方法的测试结果均很理想;(2) 表面波法的测试离散度相对较大。
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。
测试结表明:(1) 随着压力的增加,测试的裂缝结果逐渐变浅;(2) 传播时间法在受到微小应力时,已无法测试裂缝的深度;(3) 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。
2.3.2 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) 钢筋混凝土结构物根据验证试验的结果,可以得到如下结论:(1) 表面波法可较准确地测试出裂缝的深度,经验证的最大测试深度为100cm;(2) 采用P波初始信号的方法(如传播时间法,相位反转法)测试值过浅。
其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综上所述:(1) 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;(2) 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;(3) 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;(4) 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。