声波透射法
声波透射法与钻芯法在桩基检测中的应用
声波透射法与钻芯法在桩基检测中的应用桩基检测是针对建筑物的基础进行检测和评估的一种方法，它对建筑物的安全性、稳定性有着决定性的作用。
声波透射法和钻芯法是桩基检测中常用的两种方法，下面将分别介绍它们的原理、特点以及应用情况。
一、声波透射法声波透射法是一种非破坏性检测方法，它利用声波的传播特性来获取桩基的内部结构信息。
首先在桩顶或侧面放置一个声源，并在另一个点放置接收器，通过测量信号的传播时间和振幅来计算桩基的质量和长度等信息。
声波透射法不需要损坏桩身，因此不影响桩的承载能力，适用于桩基无损检测。
声波透射法的特点是数据获取快速，精度高，适用于各种桩基类型，可以检测出桩基的各种结构特性，如长度、直径、孔隙率等。
而且，声波透射法测量的信息可以与其他检测方法结合使用，如地质雷达和电子磁振，进一步提升桩基的检测准确度。
二、钻芯法钻芯法是一种常用的桩基检测方法，也是破坏性检测方法。
钻芯法将钻具插入到桩基中，利用钻芯获取桩体的样品，通过对样品进行实验分析，确认桩的质量和强度。
根据钻芯的长度和芯样的形状、颜色等特征可以判断桩体的质量和稳定性。
钻芯法的特点是经验丰富，数据可靠，可以获取桩体的实际结构信息，由于数据的清晰透彻，可以提供高质量的检测结果，对基础结构的改进和维护具有很高的价值。
但是，钻芯法需要损坏桩身，对于使用环境比较严苛的场合不太适用。
三、应用情况声波透射法和钻芯法都是桩基检测中的常用方法，它们各有特点，应用范围和场景不同。
对于桩基长度的评估，声波透射法具有很高的准确性，而钻芯法则对桩基的质量和强度评估更为准确。
如果需要进行深入的分析可以结合使用。
声波透射法在城市建筑物、道路、桥梁等工程中得到了广泛的应用，尤其是在建筑物维护和保养工作中，声波透射法可以准确地评估桩基的问题，帮助维护人员及时发现并解决基础问题，保障建筑物的安全。
钻芯法在桥梁、水坝等重要工程中使用较多，这些工程的桩基深度较大，需要对其进行中断检测以及质量评估。
声波透射法检测细则
声波透射法检测细则1.检测设备声波透射法需要使用一套专门的设备进行检测。
这套设备通常包括发射器、接收器和信号处理器。
发射器通过产生声波信号，将信号传播到待测材料中。
接收器用来接收传播过程中的回波信号。
信号处理器用来处理接收到的信号，从中提取出有用的信息。
2.检测对象3.实施步骤步骤一：确定检测对象和检测面。
首先需要确定待测对象和待测材料的表面。
步骤二：设置检测参数。
根据待测材料的性质和检测目的，设置适当的检测参数，包括声波频率、发射器和接收器的位置等。
步骤三：传播声波。
在确定好检测参数后，将发射器放置在待测材料的一侧，发出声波信号。
声波信号将通过材料传播，有一部分信号将穿过材料，另一部分信号将以反射的形式返回。
步骤四：接收信号。
使用接收器接收传播过程中的回波信号。
回波信号包含了关于材料的信息，包括缺陷、结构特征等。
步骤五：信号处理。
对接收到的信号进行处理，通常包括滤波、放大、解调等操作，以提取出有用的信息。
步骤六：数据分析与解释。
根据处理后的信号，进行数据分析和解释。
根据信号的特征，可以判断材料的缺陷类型、尺寸等。
4.灵敏度和准确性声波透射法的灵敏度和准确性受到多种因素的影响，包括声波频率、传播距离、材料性质等。
通常情况下，较高频率的声波信号能够提高检测的灵敏度，但对于材料的穿透能力较弱。
传播距离的增加有助于提高灵敏度和准确性，但也会增加检测的复杂性。
5.应用领域声波透射法广泛应用于材料工程、机械制造、航空航天等领域。
在材料工程中，声波透射法可以用于检测材料的质量和性能，包括裂纹、夹杂等缺陷。
在机械制造中，声波透射法可以用于检测零部件的内部缺陷，以确保产品的质量。
在航空航天中，声波透射法可以用于检测飞机机身、发动机等重要部件的缺陷，以确保飞机的安全。
总结起来，声波透射法是一种重要的无损检测方法，广泛应用于材料工程和机械制造等领域。
通过合理设置检测参数和进行适当的信号处理，可以获取关于材料的缺陷和结构特征的有用信息。
声波透射法的基本原理
声波透射法的基本原理
声波透射法（acoustic transmission method）是一种利用声波
在材料中传播的特性来检测材料内部缺陷的方法。
它基于声波的传递
和反射原理，通过对材料表面施加声波信号并接收其传播过程中的反
射信号，来分析材料的内部结构和缺陷。
声波透射法主要包括以下几个步骤：首先，通过产生特定频率的
声波信号，将其施加在待检测的材料表面上。
声波信号从材料表面进
入材料内部后，会在不同密度的媒质之间发生传播和反射。
传播过程中，声波信号会因材料内部存在的结构变化或缺陷而发生衰减和散射，从而产生一系列反射信号。
接下来，通过接收与施加的声波信号频率一致的反射信号，并对
其进行处理和分析。
利用透射和反射信号之间的差异，可以确定材料
内部的缺陷位置、形状和大小。
声波透射法可以检测到各种类型的缺陷，如裂纹、气孔、异物等。
通过连续施加和接收声波信号，并对其进行分析，声波透射法可
以实时监测材料的内部状态和健康程度。
它被广泛应用于工程结构、
建筑材料、医学诊断等领域，为缺陷检测和结构监测提供了一种非破
坏性的方法。
声波透射法检测方法
声波透射法检测方法声波透射法是一种常用的无损检测方法，用于评估材料或结构中的内部缺陷。
它基于声波在不同介质中传播速度的差异以及声波在过程中被反射、散射和透射的原理。
本文将详细介绍声波透射法的原理、应用和实施步骤，并探讨一些影响声波透射法检测结果的因素。
1.声波透射法原理声波透射法基于声波在材料中的传输速度与材料的性质紧密相关。
当声波传播到两种不同介质的交界面时，一部分能量将被反射回来，一部分能量将被散射，还有一部分能量将被传递到下一个介质中。
通过测量透射波的特征，可以评估材料或结构中的内部缺陷，如裂纹、气泡、孔洞等。
2.声波透射法应用-金属材料：声波透射法常用于检测金属材料中的内部缺陷，如疲劳裂纹、气孔和夹杂物等。
-混凝土结构：声波透射法可用于评估混凝土结构中的裂缝、孔洞和锈蚀等问题。
-陶瓷材料：声波透射法可用于检测陶瓷材料中的内部裂纹和孔洞。
3.声波透射法实施步骤-步骤1：选择合适的声源和传感器。
对于不同的材料和应用领域，需要选择合适频率的声源和传感器。
-步骤2：将声源和传感器正确地布置在材料或结构的表面。
声源用于产生声波，传感器用于接收透射波并将其转换为电信号。
-步骤3：进行数据采集。
通过控制声源的频率和传感器的位置，采集透射波的时间信号数据。
-步骤4：数据分析。
使用适当的算法和软件对采集到的数据进行分析，识别出可能存在的缺陷或问题。
4.影响声波透射法检测结果的因素-材料属性：声波在不同材料中的传播速度和能量损耗不同，因此不同材料需要选择合适的声源和传感器。
-缺陷类型和尺寸：不同类型和尺寸的缺陷对声波的传播和散射方式有不同的影响，因此需要根据具体情况选择适当的检测参数和算法。
-噪声和杂散波：来自环境和其他因素的噪声和杂散波会干扰透射波的测量，影响检测结果的准确性。
-信号处理：对采集到的数据进行信号处理的方法和算法也会对检测结果产生影响。
综上所述，声波透射法是一种常用的无损检测方法，可用于评估材料或结构中的内部缺陷。
声波透射法实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过声波透射法，对混凝土结构进行无损检测，分析其内部缺陷的位置、大小和性质，验证声波透射法在混凝土结构无损检测中的应用效果。
二、实验原理声波透射法是一种利用超声波在混凝土中传播的声学参数变化来检测混凝土内部缺陷的方法。
当超声波在混凝土中传播时，遇到缺陷（如裂缝、孔洞等）时，会发生透射、反射和散射现象。
通过分析超声波的传播时间、波幅、频率等参数的变化，可以判断混凝土内部的缺陷情况。
三、实验材料与设备1. 实验材料：混凝土试块（尺寸为100mm×100mm×100mm）。
2. 实验设备：- 超声波检测仪- 发射换能器- 接收换能器- 测量尺- 计算机及数据处理软件四、实验步骤1. 准备实验材料：将混凝土试块切割成100mm×100mm×100mm的标准尺寸。
2. 安装声测管：在混凝土试块的两个相对侧面各安装一个声测管，声测管内插入发射换能器和接收换能器。
3. 发射与接收超声波：开启超声波检测仪，将发射换能器置于声测管内，向混凝土试块发射超声波；同时，将接收换能器置于另一声测管内，接收反射回来的超声波。
4. 测量声学参数：记录超声波的传播时间、波幅和频率等参数。
5. 数据处理与分析：将实验数据输入计算机，利用数据处理软件进行分析，得出混凝土内部缺陷的位置、大小和性质。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 混凝土试块内部存在一个直径约为10mm的孔洞，位于试块中心。
- 通过声波透射法检测，发现孔洞处的声波传播时间延长，波幅减小，频率降低。
2. 结果分析：- 孔洞处的声波传播时间延长，说明超声波在孔洞处发生了散射和绕射，导致传播路径变长。
- 波幅减小和频率降低，说明孔洞处的声波能量发生了衰减。
- 根据声学参数的变化，可以判断出孔洞的位置、大小和性质。
六、实验结论1. 声波透射法在混凝土结构无损检测中具有可行性，可以有效地检测混凝土内部的缺陷。
声波透射法检测桩基培训
频率测量是量测接收信号第一个波的周期，再按频率 值是周期的倒数的关系计算而得：
f=1000/T
(3)
f – 信号主频值（kHz）；
T – 信号周期（μs）。
如果波形畸变，测得频率的误差就较大。
声波透射法检测桩身质量，采用声时、振幅、频率三 者声学参数来综合分析、判断确定桩身完整性。
二、仪器设备 1、声波发射与接收换能器选择 （1）圆柱状径向无指向性； （2）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于
1、当检测剖面出现多个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时， 采用声速低限值判据Vi<Vc。故判定为声速低于低限值异常。
2、当波幅异常时的临界值判据，如某段测点的波幅值Api<Am6时，波幅可判定为异常。
3、当采用斜率法的PSD值作为辅助异常点判据时，按PSD数值 在某深度处的突变，结合波幅变化情况进行异常点判定。
V=L/t
(1)
式中：V – 超声波速 （km/s）；
L – 埋管的间距 （mm）；
t – 声时 （μs） 。
从实测的声速特征可以反应穿透的混凝土介质特性的变化。 由（1）式可知，在埋管间距相等情况下，当声时增加时，波 速减小，混凝土强度相对降低；相反，当声时减小时，声速 增加，混凝土强度增加，据此可以判断桩身完整性，缺陷位 置及缺陷程度。
五、检测报告 除了与其他基桩检测报告容相同外，声波透射 法还提供如下内容：
1、声测管布置图；
2、受检桩每个检测剖面声速—深度曲线、波幅—深
度曲线。并将相应判据临界值所对应的标志线 绘制于同一个坐标系； 3、当采用他频值或PSD值进行辅助分析判定时，绘
制主频—深度曲线或PSD曲线；
4、对缺陷分布图示述。
三、现场检测
声波透射法
1
声波透射法检测技术
目录
第一章 声波法透射法的基本原理 第二章 现场测试方法
第三章 数据分析与判断
第四章 工程实例
2
第一章 声波法透射法的基本原理
一、波动与声波的概念
波动：在空间某处发生的扰动，以一定的速度由 近及远地传播，这种传播着的扰动称为波动。分 为机械波和电磁波。
机械波：机械扰动在介质内的传播形成的波，如应 力波、水波、声波等。 电磁波：电磁扰动在真空或介质内的传播形成的波， 如无线电波、光波、红外线等
3
第一章 声波法透射法的基本原理
声波：是在介质中传播的机械波，依据波动频率 的不同分为：
次声波：0～2×101Hz 可闻声波：2×101Hz～2×104Hz 超声波：2×104Hz～1010Hz 特超声波：＞1010Hz
用于混凝土声波透射法检测的声波频率一般为： 2×104Hz～2.5×1010Hz
为可能异常点
17
第三章 数据分析与判定
四、桩身完整性类别判定
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第三章 数据分析与判定
五、几个问题
（一）应变测试中的波速与声波透法测试波速的比较
1、波型相同，均为纵波，检测对象相同。 2、波长不同：低应变中的应力波波长量级为米，而声波透 法中的波长为厘米级。 3 、频率不同：低应变：几百赫兹，而声波透法：30～50kHz 4 、波速不同：低应变：平均波速3750m/s，
同样依据质点振动方向与波的传播方向的可分为： 纵波、横波及表面波。
4
第一章 声波法透射法的基本原理
二、检测原理
声波透射法是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管 道，将超声探头通过声测管道直接伸入桩身混凝土内部进 行逐点、逐段探测。其基本原理是根据声波脉冲波穿越被 测混凝土时，声学参数（声时、声速、频率、能量及波形 等）的变化反映缺陷的存在，分析这些声学参数的变化来 评判桩身的完整性。
声波透射法检测技术ppt课件
✓ 检测全面、细致（声波检测的范围可覆盖全桩长的各个横截 面）；信息量相当丰富，结果准确可靠； ✓ 不受桩长、长径比的限制，一般也不受场地条件限制。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
声波在固体介质中传播速度的影响因素：
✓ 波的类型； ✓ 介质的性质； ✓ 边界条件。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
低应变反射波法与声波测试中的波速的比较：
✓ 波长与边界条件： ✓ 频率范围； ✓ 测距。
换能器频率选择
测距（cm） 换能器频率（kHz） 最小横截面尺寸（cm）
10~20
100~200
10
20~100
50~100
20
100~300
50
20
300~500
30~50
30
>500
20
50
向待测的结构混凝土中发射声波脉冲，使其穿过混凝土，然后接收 穿过混凝土的脉冲信号。记录下声脉冲穿过混凝土所需的时间、接收信 号的波形、振幅等。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
传播过程复杂，砼内部的缺陷、粗骨料与水泥砂浆构 成的声学界面的数量和空间分布也是随机的、多样的，很 难找到合适的力学模型去模拟，目前，只能停留在定性的 分析水平之上。但是了解声波在砼中传播的特点，是利用 声波进行砼质量检测的基础。
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声波透射法
（一）填空题
1、砼灌注桩声波透射法测试中，波速的大小反映了桩身砼的质量，决定声波透射法波速大小的物理量为E（弹模）ρ（密度）μ（柏松比），对于密实、完好的正常砼，其测得的波速范围一般为3600-4500。
2、声波透射法的测试的主要物理量有声速、波幅、主频。
3、当桩存在缺陷时，接收的波形发生畸变的原因是波的频散（绕射，反射，透射、散射）现象造成的。
4、声波透射法检测基桩完整性现场测试采用的方法有平测，斜测，扇测
5、声波透射法的埋管数量与桩径有关，一般桩径d≤800埋两根，800< d≤2000埋三根，2000＜d埋四根，当埋三根和四根时，其测试截面数分别为 3 、 6 。
6、声波透射法测桩中采用的换能器类型为径向换能器，其主要技术指标有工作频率、指向性，其一般主频率范围为30-50kHZ 。
7、砼灌注桩的成孔方式有冲击成孔，回转成孔，沉管成孔、人工挖孔、，在地下水位较高时，一般采取泥浆护壁钻孔成孔方式。
8、由于声波透射法测试需要预埋声测管,造成其局限为测试成本高、随机性差。
9、当仅有单孔时（如一取芯孔），可通过桩内单孔法方法对桩身完整性进行声波法测试。
10、因为水具有不可压缩性，在声测管中注满清水作为耦合剂，目的是为了尽可能使波能量得到最大传输。
11、声波透射法的测试分析的主要参数有声时、声速、波幅，其中波幅相对最敏感，声速比较有规律。
12、对于预先未预埋声测管的混凝土灌注桩可通过桩外孔透射法方法对桩身完整性进行声波法测试。
13、从所记录到的声波信号曲线上读取波峰值用以计算声波波幅的分贝值，应选择首峰最大值。
在括号内填入判断结果，对打“√”，错打“×”）
1、声波透射法中，声时是必测的，频率、声幅一般不测。
（×）
2、临界值是判断缺陷的指标，根据临界值即可判断是否有缺陷。
（×）
3、与低应变法不同，声透法波速较准确，可由波速大小来确定砼强度的等级。
（×）
4、当采用主频为50kHz的换能器时，其采样时间间隔至少要达到20μs。
（×）
5、声波透射法在基桩检测时的换能器，其压电陶瓷片数越多，灵敏度越高；压电陶瓷片数越多，对声波透射法测试越有利。
（√）
6、采样频率越高，频谱分析中频率的分辨率越高。
（×）
7、波速与砼强度有一定的相关关系，波速大小直接与砼强度有关，在准确确定出桩的
波速后，则可由波速大小来确定砼强度的等级。
（×）
8、对于一般的摩擦桩，桩底端砼的好坏和沉渣厚度对桩的承载力影响不大。
（×）
9、声波透射法中，波速的大小也是评价桩身混凝土质量的指标之一。
(√)
10、根据实测数据和临界值的比较即可判断是否有缺陷。
(×)
(三)简答题
1、对于砼桩，低应变法测试的波速和声波透射法的波速是否相同？请用波的传播基本原理和计算公式说明。
不同，反射波法的模型是一维弹性杆，声透法是三维模型，
反射波波速C=（E/ρ）1/2，
声透法波速C=[（E/ρ）*[（1-μ）/（1+μ）（1-2μ）]]1/2对于砼桩μ=0.2，C声=1.1C低，另外由于砼非线性及产生应变量低于低应变故比低应变高。
2、简述声波透射法测试桩身完整性的基本原理和方法，声测管倾斜时又是如何进行检
测和分析的？
1）声波在砼中传播时，路径上遇到混凝土质量差时，声波将发生衰减，声速降低
，若遇到空洞，空气界面将产生反射和散射，波幅减小，引起波形畸变，通过以上现象判断桩身缺陷。
2）一般测距为0.25m，采用平测或斜测，当发现异常时加密或扇测，3）PSD判据法测斜修正
3、砼并非是均质的材料，声波透射法中波是如何传播的？
1）从应力波传播方面，由于砼是固体，任何固体都能传递应力波
2）从声波传播方面，由于声透法波长大于砼骨料，所以可以在砼中绕射传播
4、用波的传播机理说明你在选择换能器时是如何考虑其主频率的？如何确定声波检测仪系统的T0值？在进行现场测试时，你是如何确定T0值的？
1）（个人发挥）由于声波在砼中传播高频率信号衰减比较大，对缺陷反应敏感，低频的传播距离教远，对缺陷不敏感，所以在保持一定的接收信号幅度前提下尽量使用高频换能器。
（标准答案为）波的衰减与波长有关，管距离大用低频，管距小，用高频。
2）将两换能器平行悬于清水中，逐次改变两者间距，并测定相应声时，做若干点的声时和间距线性回归曲线
t
t=t0+bl
v
3）ΣT0=T0+t1’+t2’(介质声时+偶合声时+管壁声时)
5、你是如何判断缺陷性质的？并说出你的判断的理由及依据。
你又是如何根据测试数据判断桩的缺陷及对桩进行分类的？
1）根据声透法测桩，无法直接判断缺陷性质，应结合施工工艺，地质情况施工记录等综合判断，结合波传播规律综合分析
2）利用声速、声幅、主频临界值综合判断
6、砼灌注桩常见的缺陷有那些？在声波透射法测桩中其如何表现？其对桩的竖向承载力分别有什么影响？
1）常见缺陷：a断桩;b沉渣过厚;c混凝土离析;d夹泥;e孔洞
2）a几乎无接收波;b波形近无或波幅波速频率急剧下降;c波速基本正常波幅降低;
d波幅、声速、频率降低;e波幅下降声速基本不变，主频下降。
3）a承载力严重下降;b端承力低承载力下降;c强度过低时桩身破坏;d、e对结构承载力有一定影响
7、绘图说明声波透射法在检测桩身完整性时,在显示屏上观测到的完整、密实砼的接受
波形。
有哪些声学参量可以反映出桩身的缺陷,为什么？
A：
（1
（2
8、如何布置声波检测管？当声波检测管不平行时,如何判断桩身缺陷及其位置？
（1
（2
8、声波透射法在现场测试完成后,要做哪些数据处理工作？
（1）根据现场检测的各测点声时t c、波幅A p及主频f等数据，得到声速、波幅-深度曲线，需要时可绘制辅助的主频-深度曲线
（2）计算各临界值判据
（3）根据临界值判据及检测数据综合判断桩身完整性
9、与其他相关标准相比，《建筑基桩检测技术规范》JGJ106在声波透射法中增加了哪（几）种判据？与《基桩低应变动力检测规程》JGJ/T93－95声波透射法相比，哪（几）种声学参数异常临界值的判据与JGJ106中的不同？
增加了声速低限值判据。
声速异常临界值的判据不同（采用概率法）
10、采用高频声波有何优缺点？
对缺陷敏感，传播距离短
11、假设波幅分别降低1倍、10倍和1000倍，用分贝（dB）表示时各为多少？
6dB、20dB和60dB。
12、为何要强调在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变？是使各检测剖面的检测结果具有可比性，便于综合判定
13、声波透射法检测时要求换能器达到良好耦合的目的是什么？为何一般应采用清水作耦合剂？
良好耦合的目的是使尽可能多的声波能量进入被测介质，并经介质传播后被尽可能多地接收。
如果声测管中含泥浆、砂等悬浮固体颗粒，会使声波产生较强的散射和衰减，影响测量
结果。
14、采用概率法声速异常值判据时，异常值的大小是否与声速的绝对大小有关？无关
15、一根ɸ1200mm灌注桩，声测管中－中距离为1000mm。
在平测时发现某一可疑
测点，遂在该点深度附近采用斜测，收、发换能器的固定高差为1000mm。
请说明这种测量方式是否合理？
不合理。
因径向换能器在铅垂面上有明显指向性，收、发换能器的联线与水平面的夹角一般不过30°～40°。
（四）计算题（需列出计算公式、计算过程及单位）
1、声波检测仪的A/D为8位，测得的首波振幅读数分别为127、12.8，用分贝表示其振幅衰减分别为多少？
1．设127为满屏，28=256 A127=20lga i/a0=100dB A12.8=20lga i/a0=80dB
2、当采用主频为25kHz的换能器时，对于正常的一般砼，其声波的波长是多少？
f=25kHz C=3600-4500 λ=C/f=144-180mm/s
（五）作图题
1、如图所示桩，已知在B截面处桩中夹有一泥团，请绘出在A、B处的声波透射法测试波形与频谱分析曲线的大致形状（标出坐标名称）。
2、图示桩,桩身砼设计强度等级为C25，测试数据如下（综合∑T 0为20μs ，桩顶标高为±0.00m ），请绘图说明缺陷的大致范围（标出坐标），并图示说明你的判断方法。
3、某桩桩身砼设计强度等级为C30，甲检测人员测得桩身质量完好，平均波速为2100m/s，乙检测人员测得桩身质量也为完好，平均波速为6900m/s，请分别分析甲、乙检测结果的正确性及原因。
甲：可能管距输入不正确或砼龄期不足。
乙：可能管距输入不正确。