混凝土结构缺陷检测中的叠前偏移理论及应用
混凝土结构损伤检测与评估方法
混凝土结构损伤检测与评估方法一、前言混凝土结构是现代建筑中最常用的结构之一，其优点在于耐久性高、成本低、施工快等。
然而，混凝土结构也存在着一些问题，如龟裂、渗漏、开裂、腐蚀等，这些问题会严重影响混凝土结构的使用寿命和安全性。
因此，对混凝土结构进行损伤检测和评估至关重要。
二、混凝土结构损伤的分类混凝土结构的损伤可以分为以下几类：1. 表面裂缝：即混凝土表面出现的细小或大面积的裂缝。
2. 混凝土内部龟裂：即混凝土内部出现的细小或大面积的裂缝。
3. 混凝土渗漏：即混凝土表面或内部出现水渗漏的现象。
4. 混凝土开裂：即混凝土出现较大的开裂现象。
5. 混凝土腐蚀：即混凝土表面或内部受到化学物质或自然环境的腐蚀。
三、混凝土结构损伤的检测方法1. 目视检查法目视检查法是最简单、最常用的检测方法之一。
该方法通过人眼对混凝土结构进行观察，以发现混凝土结构的损伤情况。
目视检查法的优点是简单易行，但其缺点在于无法发现深层次的损伤，且结果易受检测人员主观因素的影响。
2. 敲击法敲击法是通过敲击混凝土结构来判断其质量。
该方法需要使用专门的敲击锤和听筒，并在敲击时听取声音。
根据声音的响亮程度和回响时间可以判断混凝土结构的质量。
敲击法的优点在于简单易行，但其缺点在于无法发现微小的损伤。
3. 超声波检测法超声波检测法是通过超声波对混凝土结构进行检测。
该方法需要使用专门的超声波检测仪器，并在检测时将超声波传导到混凝土结构中。
根据超声波的传播速度和反射强度可以判断混凝土结构的质量。
超声波检测法的优点在于可以发现深层次的损伤，但其缺点在于需要专业的仪器和技术。
4. 声发射检测法声发射检测法是通过混凝土结构受力时产生的声波来判断其质量。
该方法需要使用专门的声发射检测仪器，并在检测时施加一定的载荷。
根据声波的强度和频率可以判断混凝土结构的质量。
声发射检测法的优点在于可以发现微小的损伤，但其缺点在于需要专业的仪器和技术。
5. 磁粉检测法磁粉检测法是通过在混凝土表面喷洒磁粉来检测表面裂缝和开裂。
叠前地震反演技术要点及应用
叠前地震反演技术要点及应用[摘要]近年来随着计算机技术的快速发展及勘探技术的不断提高，叠前地震反演技术得到快速发展。
在岩性油气藏地震勘探中叠前地震反演因可获得更丰富的储层岩性和流体的信息发挥了重要作用。
但同时叠前地震反演技术的发展也并非一帆风顺，应用过程中出现不少不理想的情况。
针对出现的问题，为得到更真实、更准确的叠前地震反演结果，本文从叠前地震反演技术对资料品质的需求出发，地震资料方面论述了道集的质量控制、部分叠加角度选取等技术要点。
遵循这些技术要点，在新疆sn地区岩性圈闭识别过程中应用叠前地震反演技术，并取得良好效果。
[关键词]叠前地震反演角道集曲线标准化横波曲线中图分类号：tg333.7 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）17-475-01引言随着勘探程度的不断提高，地震勘探已由原来的构造油气藏勘探转成更为复杂的岩性油气藏勘探[1- 3]。
传统的叠后反演方法因其使用多道叠加地震数据，忽略了地震波振幅随炮检距的变化而发生变化这一事实，因此存在一些缺陷。
针对这些问题，地球物理学家们开始进行反思。
bruce verwest提出扩充弹性波阻抗方法，可以用于流体和岩性的预测。
叠前反演利用不同炮检距道集数据及横波、纵波、密度等测井资料联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数，用以综合判别储层物性及含油气性。
目前，叠前反演预测技术已成为岩性油气藏储层预测技术的重要发展方向之一。
1 做好叠前地震反演的技术要点1.1 地震方面1.11道集质量控制叠前地震反演需要应用经过叠前时间偏移处理的crp道集数据。
crp道集数据经常出现同相轴不平，信噪比不高等问题。
为确保叠前地震数据的质量需做好以下三个方面。
（1）叠前去噪：叠前道集不能使用常规的叠加技术进行噪声压制。
因此，叠前道集噪声压制方法的选择十分重要。
既要保持反射数据振幅的相对关系，又不能损害反射数据的分辨率，同时还要提高资料的信噪比。
混凝土梁的侧向位移标准
混凝土梁的侧向位移标准混凝土梁是一种常见的结构构件，在建筑、桥梁、隧道等领域广泛应用。
在设计和施工过程中，混凝土梁的侧向位移是一个重要的考虑因素。
本文将详细介绍混凝土梁的侧向位移标准，包括标准的定义、相关的法规和规范、标准的制定流程、标准的内容和应用等方面。
一、标准的定义混凝土梁的侧向位移标准是指在混凝土梁的设计、制造、安装和维护过程中，规定混凝土梁的侧向位移限制或容许值的标准化文件。
该标准旨在保证混凝土梁在使用中的安全性、可靠性和稳定性。
二、相关法规和规范混凝土梁的侧向位移标准与以下法规和规范有关：1.《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012该规范是我国建筑结构荷载设计的基本规范之一，其中包括混凝土结构的设计要求和受力性能要求。
在该规范中，对混凝土梁的侧向位移进行了限制，以保证结构的安全性和稳定性。
2.《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010该规范是我国混凝土结构设计的基本规范之一，其中包括混凝土结构的构造、设计要求和受力性能要求。
在该规范中，对混凝土梁的侧向位移进行了详细的规定，包括混凝土梁的侧向位移容许值、限制条件等内容。
3.《桥梁抗震设计规范》JTG/T D62-01-2014该规范是我国桥梁抗震设计的基本规范之一，其中包括桥梁结构的设计要求和受力性能要求。
在该规范中，对混凝土梁的侧向位移进行了规定，以保证桥梁的抗震性能和稳定性。
三、标准的制定流程混凝土梁的侧向位移标准的制定流程包括以下步骤：1.制定标准计划：确定标准的制定目的、范围、依据、制定单位和参与单位等内容。
2.召开研讨会：邀请专家、学者和生产企业代表等参加研讨会，就混凝土梁的侧向位移标准进行技术交流和讨论。
3.起草标准：根据研讨会的结果和相关法规、规范等要求，起草混凝土梁的侧向位移标准。
4.征求意见：将起草好的标准公开征求各方面的意见和建议。
5.修改标准：根据征求意见的结果，对标准进行修改和完善。
6.发布标准：将制定好的标准进行宣传和推广，促进标准的使用和执行。
钢筋混凝土粘结滑移研究综述
钢筋混凝土粘结滑移研究综述钢筋混凝土粘结滑移是混凝土结构设计中的重要问题之一，它直接影响到结构的承载力、耐久性和安全性。
本文总结了近年来相关学者针对钢筋混凝土粘结滑移开展的研究成果，介绍了钢筋混凝土粘结滑移的定义、影响因素、测量方法和应用前景等。
钢筋混凝土是一种由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料。
由于钢筋和混凝土之间存在的物理和化学差异，使得它们在受力过程中容易产生粘结滑移现象。
粘结滑移不仅会降低结构的承载能力，还会导致结构的安全性下降。
因此，对钢筋混凝土粘结滑移进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
钢筋混凝土粘结滑移是指钢筋与混凝土之间的界面发生相对滑动，导致钢筋无法充分发挥其强度，从而影响到结构的承载能力和安全性。
粘结滑移的影响因素主要包括：材料的物理和化学性质。
如钢筋的直径、表面状态、碳化程度，混凝土的强度、致密性、含水量等。
结构设计及施工因素。
如钢筋的布置、锚固长度、混凝土的养护等。
国内外相关学者提出了多种概念和假说，如化学吸附理论、机械锚固理论、界面滑动理论等，这些理论在一定程度上解释了粘结滑移的产生和发展过程。
钢筋混凝土粘结滑移的测量方法包括传统测量方法和数字测量方法。
传统测量方法主要有拔出试验、贯入试验和剪切试验等，数字测量方法主要有光纤Bragg光栅传感器、电阻应变片传感器和激光多普勒测速仪等。
各种方法的优缺点比较如下：传统测量方法操作简单，但精度较低，且无法进行实时监测。
数字测量方法精度较高，可进行实时监测，但操作复杂，成本较高。
钢筋混凝土粘结滑移在工程实践中有广泛的应用前景。
在现有结构加固和维护中，粘结滑移的研究可以为加固方案的选择和优化提供理论支持。
在新型材料和结构设计中，通过对粘结滑移的深入了解，可以更好地指导材料和结构设计，提高结构的安全性和耐久性。
未来，钢筋混凝土粘结滑移的研究将更加注重实时监测、预测和控制的方面，实现结构的安全性和耐久性的有效保障。
本文对钢筋混凝土粘结滑移的研究进行了综述，总结了近年来相关学者在此问题上的研究成果。
房屋鉴定结构侧向位移检测
房屋鉴定结构侧向位移检测房屋鉴定结构侧向位移检测是指通过技术手段对建筑物进行力学性能的评估和结构安全性的判断，其中侧向位移是指房屋在水平力作用下发生的偏移位移。
检测房屋结构的侧向位移对于确保房屋的安全和稳定性至关重要，本文将详细介绍房屋鉴定结构侧向位移检测的重要性、检测方法以及关键技术。
房屋结构的侧向位移是指房屋在水平力作用下，由于结构设计不合理、施工工艺不规范或老化、地震等原因，使得结构发生偏移或倾斜。
侧向位移的存在会对房屋的安全性和稳定性造成严重的影响，可能导致墙体开裂、地基沉降、楼层倾斜等严重的结构问题，甚至引发建筑物的倒塌。
因此，通过对房屋结构侧向位移的检测，可以及时发现和解决结构问题，确保房屋的安全使用。
1.建筑物影像测量法：该方法通过对建筑物的影像进行分析，利用数学模型和测量技术计算建筑物的侧向位移。
这种方法具有快速、准确的特点，适用于对建筑物整体结构的侧向位移进行评估。
2.全站仪测量法：该方法是通过全站仪进行测量，通过观测建筑物上的控制点和监测点，计算建筑物的侧向位移。
这种方法具有高精度、直观的特点，适用于对建筑物特定部位的侧向位移进行评估。
3.数字监测系统：该系统利用传感器对建筑物的侧向位移进行实时监测和数据采集，通过数据处理和分析，得到建筑物侧向位移的变化趋势和极值。
这种方法具有实时性强、连续性好的特点，适用于对长期监测的建筑物进行侧向位移评估。
在进行房屋鉴定结构侧向位移检测时，还需要掌握一些关键技术，如测量仪器的选择与校验、控制点的布设与标定、数据采集与处理等。
其中，测量仪器的选择与校验是保证检测结果准确性的重要保障，需要选择精度高、稳定性好的仪器，并经过校验确保其准确度。
控制点的布设与标定是为了获取建筑物的坐标系统和基准面，为后续的数据处理和分析提供准确的参考。
数据采集与处理是对采集到的建筑物位移数据进行整理、计算和分析，得到结构侧向位移的变化趋势和极值。
综上所述，房屋鉴定结构侧向位移检测是确保房屋安全和稳定性的重要手段，通过选择合适的检测方法和掌握关键技术，可以对房屋结构的侧向位移进行准确评估，及时发现和解决结构问题，确保房屋的安全使用。
钢筋混凝土柱的形心偏移对承载力与韧性的影响
钢筋混凝土柱的形心偏移对承载力与韧性的影响钢筋混凝土结构是现代建筑中常见且重要的结构形式之一。
其中，钢筋混凝土柱作为承重组件，在建筑物中起着至关重要的作用。
柱的形心偏移是指杆件剪力作用下，不受轴心力和剪力引起的影响，柱截面形心相对于轴线的位置偏移。
本文将探讨钢筋混凝土柱形心偏移对柱承载力与韧性的影响。
首先，形心偏移会对柱的承载力产生一定的影响。
在正常情况下，柱的设计一般考虑在轴心受压的情况下进行，即柱截面的承载能力主要由混凝土的抗压强度决定。
然而，当柱发生形心偏移时，由于截面受压和受拉状况的不均匀，使得柱的整体受力分布发生变化，从而降低了柱截面的承载能力。
形心偏移会导致柱截面发生弯曲和剪切效应，这进一步导致柱的抗弯和受剪承载力下降。
因此，形心偏移对柱的承载力是不利的。
其次，形心偏移还会对柱的韧性产生一定的影响。
柱的抗震性能是保证建筑物安全的重要指标之一，而韧性是衡量柱抗震性能的重要参数。
当柱产生形心偏移时，其抗震韧性会受到明显影响。
形心偏移导致截面的应力分布不均匀，通过加大剪力传输路径，局部发生局部剪切破坏，使得柱的抗震性能降低。
而柱的韧性正是柱抵抗局部剪切破坏的能力，形心偏移会减弱柱的韧性，从而影响柱的抗震性能。
然而，需要注意的是，形心偏移对柱的影响是有一定限度的。
在一定范围内，柱的形心偏移可以提高柱的抗剪和抗扭能力。
通过改变截面受力状态，形心偏移可以增加剪应力的传递路径，提高柱的抗剪强度。
此外，形心偏移还可以增加柱截面中心的扭转抵抗能力，提高柱的抗扭性能。
因此，在适度的形心偏移情况下，柱的承载力和韧性可能会得到一定程度的提高。
但是，过大的形心偏移会导致柱的局部失稳，进而导致柱的整体破坏，降低了柱的全局性能。
为了提高钢筋混凝土柱结构的抗剪和抗扭能力，可以通过以下方法来减小形心偏移对柱性能的不利影响：1. 合理设计和施工：在柱的设计和施工过程中，应合理布置和加固钢筋，以增加柱截面的抗弯和抗剪能力，减小形心偏移的可能性。
混凝土缺陷检测的原理与方法
混凝土缺陷检测的原理与方法一、引言混凝土是建筑领域中应用最广泛的材料之一，但由于施工过程中的各种原因以及外界因素的影响，混凝土中常常存在不同程度的缺陷，如裂缝、空洞、气孔等，这些缺陷对混凝土的性能和使用寿命产生了较大的影响。
因此，混凝土缺陷检测成为了建筑领域中必不可少的环节。
本文将介绍混凝土缺陷检测的原理与方法。
二、混凝土缺陷检测原理混凝土缺陷检测的原理主要基于声学、电学、热学、光学等原理，下面将逐一介绍。
1. 声学原理声学原理是利用超声波在混凝土中传播的特性检测混凝土缺陷的方法。
超声波传播过程中，当遇到不同密度的物质时，就会发生反射、折射、衍射等现象，从而形成超声波的探测图像，通过对图像的分析，可以确定混凝土中的缺陷位置、形状和大小。
2. 电学原理电学原理是利用混凝土中电阻率差异的方法检测混凝土缺陷。
当混凝土中存在缺陷时，缺陷周围的电阻率会发生变化，从而形成电场的分布，通过对电场的分析，可以确定混凝土中的缺陷位置和形状。
3. 热学原理热学原理是利用混凝土中温度的变化来检测混凝土缺陷。
当混凝土中存在缺陷时，在施加热源的情况下，缺陷周围的温度会发生变化，通过对温度的测量和分析，可以确定混凝土中的缺陷位置和形状。
4. 光学原理光学原理是利用混凝土中光的透射、反射、散射等特性来检测混凝土缺陷。
当混凝土中存在缺陷时，光线透过缺陷时会发生散射和反射，通过对光的反射和散射的分析，可以确定混凝土中的缺陷位置和形状。
三、混凝土缺陷检测方法混凝土缺陷检测方法主要包括无损检测和有损检测两种。
1. 无损检测无损检测是指在不破坏混凝土结构的情况下，通过对混凝土中缺陷的探测来确定混凝土结构的质量和完整性。
无损检测方法包括超声波检测、雷达检测、电阻率检测、红外检测等。
（1）超声波检测超声波检测是利用超声波在混凝土中传播的特性，通过探测器将超声波发射到混凝土中，当超声波遇到混凝土中的缺陷时，就会发生反射和散射，从而形成超声图像。
钢筋混凝土板的水平偏差标准
钢筋混凝土板的水平偏差标准一、前言钢筋混凝土板作为建筑结构中常用的构件，其水平偏差是影响其受力性能和使用寿命的重要因素。
因此，钢筋混凝土板的水平偏差标准应该得到重视和制定。
二、水平偏差的定义水平偏差是指钢筋混凝土板在横向方向上的变形，即板面的水平位移，其大小与板长、板宽、荷载大小和荷载类型有关。
三、水平偏差的分类1.弯曲变形：钢筋混凝土板在受到荷载作用时，由于板的强度不足或荷载过重，板会发生一定程度的挠曲变形，导致水平偏差产生。
2.切变变形：钢筋混凝土板在受到剪力作用时，由于板的强度不足或剪力过大，板会发生一定程度的切变变形，导致水平偏差产生。
四、水平偏差的测量方法1.高程法：在板的四个角上设立水准点，通过水准仪测量水准点的高程，计算出板面的水平位移。
2.激光法：使用激光测距仪测量板面各点的距离，通过计算各点距离的变化量，计算出板面的水平位移。
3.位移法：在板的各个位置上固定位移传感器，通过测量传感器的位移量，计算出板面的水平位移。
五、水平偏差的标准1.弯曲变形标准：按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）的要求，钢筋混凝土板的弯曲变形应控制在允许值内，其允许值应根据板的跨度、荷载类型和荷载大小进行确定。
2.切变变形标准：按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）的要求，钢筋混凝土板的切变变形应控制在允许值内，其允许值应根据板的跨度、荷载类型和荷载大小进行确定。
3.综合标准：综合考虑弯曲变形和切变变形的影响，钢筋混凝土板的水平偏差应控制在允许值内，其允许值应根据板的跨度、荷载类型和荷载大小进行确定。
六、水平偏差的控制方法1.加强钢筋混凝土板的设计：通过合理的板厚、板材强度和钢筋配筋等设计措施，提高钢筋混凝土板的承载能力，减小水平偏差的发生。
2.加强施工质量管理：加强施工中的质量管理，确保板的安装位置、水平度等符合设计要求，减小水平偏差的发生。
3.加强维护管理：定期对钢筋混凝土板进行检查和维护，及时发现和处理水平偏差问题，延长板的使用寿命。
智能材料结构中力与多物理场耦合理论及结构损伤断裂理论
智能材料结构中力与多物理场耦合理论及结构损伤/断裂理论本研究方向的成员主要基于多物理场理论和超声波相关理论技术，利用新型的微纳米级的铁电功能材料，创新地提出了针对各类材料与结构（尤其是航空材料结构）中的毫米级的损伤进行的检测和监测相关理论与技术。
团队形成了较强的凝聚力和良好的学术风气，产生了较高水平的科研成果，以下为研究骨干在近几年以来已完成的代表性阶段成果：（1）超声相控阵损伤检测中PFC换能器的研究项目负责人：骆英研究骨干：王自平、赵国旗、韩伟、虞波研究了PZT、PMN－PT等系统压电陶瓷的组成、制备技术和性能，创新地提出了用有序生长制备技术制造压电纤维复合材料及智能驱动/传感器件的新方法。
建立了一种基于新型PFC相控阵超声驱动/传感器件的超声相控阵检测系统，并成功应用于金属结构和混凝土结构的损伤检测，研制了接近国际水平的相控阵超声检测系统的原型机。
PFC片状驱动/传感器用于金属结构检测的PFC超声相控阵换能器用于混凝土结构检测的超声相控阵换能器d 、a 、N 变化时的指向性分析阵元参数变化时的波场分析基于PFC 超声相控阵驱动/传感器件的相控阵检测结果 （2）基于声发射(AE)技术的结构损伤检测方法研究骨干：骆英、顾爱军、Adudrum Marfo 、刘红光、欧晓林AE 技术作为一项独特的无损检测方法在各工程领域发挥着巨大的作用，在土木工程领域也显示出巨大的潜力。
研究了钢筋与混凝土间粘结滑移的声发射特性,并开始应用于预应力混凝土结构、钢结构、玻璃幕墙等结构的无损检测中，研究将数字图像相干法(DIC)与AE监测技术相结合，进一步验证损伤监测的准确性，为工程结构声发射检测中利用AE特性进行损伤识别奠定了基础。
CFRP碳纤维加固混凝土开孔板损伤监测桥梁声发射检测声发射与DIC检测方法比较试验装置基于Gabor小波变换理论的声发射无损检测及信号处理技术a) b) c) d)利用DIC方法测得的水平应变场判断混凝土裂缝的形成和扩展a)、b)、c)，应变场的演化，d)宏观裂缝（3）基于新型应变梯度传感器的结构损伤监测技术项目负责人：骆英研究骨干：徐晨光、李康、桑胜、王晶晶、李兴家在近10年跟踪前沿研究新型铁电功能材料及智能器件的基础上，揭示微米级挠曲电材料的力/电能量转换关系，基于微米级挠曲电结构对微损伤尖端附件的应变梯度极其敏感的特性，研制用于监测结构损伤的新型应变梯度传感器，实现在线监测损伤导致的应变梯度，进而达到超前监测结构中应力集中区域损伤的萌生。
叠前深度偏移技术
叠前深度偏移技术一、技术原理及主要技术内容叠前深度偏移技术已由克希霍夫积分法发展到波动方程法，同时还发展了其它的偏移方法，如：高斯束（Beam）偏移、相移屏偏移技术、转换波叠前深度偏移、各向异性叠前深度偏移等，现把上述各种方法分述如下：（1）克希霍夫积分法叠前深度偏移：该偏移方法一般由两部分组成：一部分是旅行时计算，另外一部分是克希霍夫积分处理。
偏移的精度主要取决于旅行时的精度。
旅行时计算建立在费马原理的基础上，即地下两点间的一切可能路径中实际路径对应于最小旅行时间。
它遵循倒转射线追踪机制，大多数情况下使用对应于体波而不是首波的射线，这样减少了偏移成像的畸变，且输出轨迹是灵活的。
新方法主要改进了原方法中单波至、不保幅的缺点，现在是计算多波至旅行时，并且具有振幅与相位保持特性，最具代表性的方法是由以色列PARADIGM公司发展的共反射角克希霍夫积分法，其原理与方法是：由成像点到地面采用照明式射线追踪；在每个射线均计算旅行时、观测位置、相位旋转因子、慢度；在特定倾角每对射线均是潜在反射；求和某成像点同一层的所有反射形成共反射成像道集；所有到达时的振幅与相位都是保持的。
高斯射线束（Gaussian Beam）偏移方法有别于常规的克希霍夫积分法深度偏移方法，目前只有Chevron公司使用它，它分多组射线束进行研究，采用Gaussian法振幅衰减与相位抛物线近似等。
具体讲它是将震源和接受点波场局部分解成“束”，并利用精确的射线追踪将这些束返回地下。
一个地面位置能发出几个束，不同的束对应不同的初始传播方向，每个束独立于其他束传播，且受单个射线管引导。
射线管可以重叠，所以能量能在成像位置、震源位置及接受点位置间以多个路径传播，因此高斯射线束偏移可处理多路径。
该种方法部分解决了常规克希霍夫积分法精度不高的问题。
（2）波动方程法叠前深度偏移：该种方法研究多波至，易振幅与相位保持，精度高，但费机时，主要方法有有限差分法（FD）与相移校正法（PSPC），它们均基于单程波动方程、平方根算子向下延拓，并使用多个参考速度。
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第26卷第2期 V ol.26 No.2 工 程 力 学 2009年 2 月 Feb. 2009 ENGINEERING MECHANICS182————————————————收稿日期：2007-11-05；修改日期：2008-09-24基金项目：国家自然基金“结构损伤检测中的应力波叠加偏移成像理论”(10672068)；江苏大学博士生预研基金项目(1291190017)；博士点基金“基于应力波理论的ASHM 技术的研究”项目(20060299001)作者简介：*骆 英(1960―)，男，浙江义乌人，教授，博士，博导，从事混凝土无损检测及传感器等领域的科研工作(E-mail: luoying_jsust@)； 文章编号：1000-4750(2009)02-0182-06混凝土结构缺陷检测中的叠前偏移理论及应用*骆 英，李忠芳(江苏大学理学院，江苏，镇江 212013)摘 要：提供了一种可仅在单面检测结构损伤并能够检测倾斜缺陷的方法，采用叠前偏移算法对在混凝土结构表面各检测点多次激励并采集的反射应力波进行处理，显示结构内部缺陷影像。
通过在不同的测试参数下预制损伤混凝土结构的成像试验，分析了叠前偏移剖面分辨率和测试误差的影响因素，并将试验结果与他人采用水平叠加法所得研究结果进行了对比。
研究表明，与水平叠加法相比，叠前偏移方法在混凝土缺陷检测中具有较高的精度和较强的对倾斜界面的适应性。
当叠前偏移速度偏高时缺陷的检测结果会偏深，反之则偏浅。
当满足以下三个条件时，叠前偏移剖面的分辨率较高：1) 数值滤波器与有效反射波的主频一致；2) 传感器的间距不小于四分之一反射波主波长；3) 偏移速度不低于实际传播速度。
关键词：混凝土；缺陷；超声；检测；叠前偏移技术 中图分类号：TU112.7 文献标识码：ATHEORY AND APPLICATION OF PRESTACK MIGRATION IN FLA WDETECTION OF CONCRETE STRUCTURE*LUO Ying , LI Zhong-fang(Faculty of Science Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China)Abstract: An ultrasonic method based on prestack migration imaging is proposed for detecting arbitrary angle damages from one side of the structure. In this method, after the specimen is excited on the surface, the reflection waves are collected and processed with prestack migration algorithm, which yields the image with the interior damages. In the study, the factors influencing the resolution and precision of the migration sections are analyzed theoretical and experimentally. In addition, the resulted images using the present method are compared with that using the other method, showing that: compared with the horizontal stack method, the prestack migration achieves higher precision and possesses more adaptability to the inclining interface of the damages; when the migration speed is relatively larger, the detection result is deeper, and vice versa; the resolution of the migration section would be high under the following three conditions: 1) the main frequency of the filter agrees with that of the effective echo, 2) the space between transducers is no larger than one quarter of the dominating wave-length of the reflecting waves, 3) the migration speed is no lower than the physical wave speed. Key words: concrete; damage; ultrasonic; detect; prestack migration technique传统的混凝土结构缺陷超声检测方法属于透射方法[1―2]，与超声医学[3]和基桩测试[4]中的反射波技术相比，它具有施工不方便，定位不准确等缺点。
反射波法不能够成功实现对混凝土结构缺陷检测工 程 力 学 183的主要原因是其不满足反射波在医学中人体结构为浅层结构和在基桩测试实践中基桩为一维柱状结构的假设。
同时，在混凝土结构缺陷检测实践中，声波传播路径的复杂性和高衰减性也制约了混凝土结构反射波缺陷检测技术的研究和应用进展。
反射地震学中的叠前偏移理论及相关技术在地球物理勘探领域的反演地层结构的工作中获得了成功[5―6]。
因此，近几年有不少学者尝试了采用反射地震学中的信号处理方法解决工程结构损伤检测的问题。
2001年，Chang Y-F [7]首次将反射地震学中的水平叠加技术应用于混凝土结构内部缺陷的检测，结果显示该方法能够较准确地检测水平损伤并能够定性地分析倾斜损伤。
然而该方法所检测倾斜缺陷的位置误差较大(>10mm)。
同年，Fuw-guo Yuan 开始尝试将反射地震学中叠前偏移技术应用到复合材料板结构的损伤检测中，并获得了成功[8―9]。
目前尚未见有关采用叠前偏移理论进行混凝土结构损伤检测的报道。
本文将采用该叠前偏移理论检测混凝土结构内部中的缺陷，并讨论了成像效果的影响因素，最后将用叠前偏移技术检测水平损伤和倾斜损伤的结果与文献[7]作比较。
1 叠前偏移理论及其实现1.1 几何地震学理论各向同性弹性体内超声波的标量波动方程为：,201jj u u v = (1) 其中0v 为关于深度的函数。
式(1)对t 的傅里叶变换为：2,20()0jj i u u v ω−= (2)其中ω表示角频率。
偏微分方程(2)的解为：i ()()(,)(i )T x U x u x e ωνννωω∞==∑(3) 其中：T (x )、()U x ν分别为相函数和多项式，()U x ν对于超声波旅行时可采取插值方式；其系数i ()/T x e ω(i )νω随着ω的增大趋向于一个定值，由解(3)系数的这种收敛性质得：0,,0,20j j jj U T U T += (4)该常微分方程表明首波沿射线传播，该原理为几何反射地震学的主要依据，也是混凝土超声检测的理论基础。
1.2 所谓偏移的基本概念在结构内部界面倾角不大时，利用水平叠加法可以大致反映结构表面以下构造形态，这在反射地震勘探中解决了许多重要问题[5]，但是当被测定的界面为倾斜状况时却存在许多问题：1) 在界面倾斜情况下，共中心点水平叠加不是真正的共反射点叠加，这会降低横向分辨能力，同时，水平叠加剖面上也存在绕射波不收敛等现象，造成干涉带没有分解，回转波没有归位等问题。
2) 叠加剖面总是把界面上反射点的位置显示在共中心点下方的铅垂线上。
当结构内部缺陷界面水平时，这种显示方式符合实际情况；但当缺陷界面倾斜时，反射点位置就偏离了共中心点下方的铅垂线。
因此，在水平叠加时间剖面上显示出来的反射点位置实际上是沿结构内部界面下倾方向偏离了反射点的真实位置，这种现象就称为“偏移”。
在反射地震学中，地震剖面的偏移归位，就是把水平叠加剖面上偏移了的反射层，进行“反偏移”，使界面的真实位置得到恢复，这一工作通常简称为“偏移”。
偏移的目标是使叠加剖面看起来类似于在深度上沿着测线的一条结构剖面。
然而，目前多数偏移方法是针对问题2)进行的，即利用已经得到的水平叠加剖面资料作为原始资料进行各种偏移处理。
由于所用资料已进行了共中心点叠加，问题1)已经存在，且不能解决。
这种办法统称叠后偏移。
相反，叠前偏移则是从原始的野外资料开始，进行真正的叠前偏移，利用它就有可能解决问题1)和问题2)两种问题。
1.3 二维偏移及其假设二维偏移是指在二维平面内研究对损伤的检测和判定。
其基本假定是：1) 构的某个剖面假设损伤界面以上介质是均匀的；2) 界面走向与测线方向垂直即射线平面是既垂直地面又垂直界面的；3) 剖面内的全部讯息均来自射线平面内，且只利用一条测线上得到的资料进行偏移。
1.4 基于几何地震学的二维绕射扫描叠前偏移理论根据惠更斯原理，超声波的旅行时遵从0=/t s v ，其中旅行距离s 和波速0v 为标量。
设驱动器到传感器的距离为2L ，超声波从驱动器经损伤界面反射到传感器经过的时间为t R ，在某时刻传播的距离是0R v t ，那么与驱动器和传感器的距离之和为0R v t 的184 工 程 力 学所有点可组成一条椭圆曲线(图1)，该椭圆曲线上的点包含了所有可能存在的反射点。
设椭圆上点的坐标是(x,z )，则椭圆曲线的表达式为：22222001(/2)(/2)R R x z v t v t L +=− (5)j O 驱动点ji S 传感点(,)M x h反射点'M ''M xzo图1 椭圆原理和绕射扫描叠前偏移算法Fig.1 Ellipse principle and prestack migration algorithm由于绕射扫描叠前偏移对X-H 平面按Δx 、Δh 划分的方格网上每一点M (x, h )进行计算，因此只要划分得足够细，总可以在所要求的精度上反映反射点的全部可能位置。
如果反射点的位置是在M 点，只有当对M 点进行计算时，才会在多次(P 次)叠加的每一激发记录集，都能找到一条记录是以M 点为共反射点的记录，因此共有P 个同相的有效幅值，叠加后将得到较大的数值。