混凝土结构弹性波CT缺陷扫描技术分析及验证
弹性波CT技术在桥梁混凝土结构无损检测中的应用 刘凯
弹性波CT技术在桥梁混凝土结构无损检测中的应用刘凯摘要：鉴于桥梁结构直接与车辆等活载接触，其在承受着较大活载压力的同时，也受到外界荷载的较大影响。
这就需要定期进行维护并及时发现运营过程中存在的问题，以有效提升桥梁的运营水平。
针对桥梁混凝土进行的无损检测，不会影响桥梁质量，可以有效获得混凝土质量情况，弹性波CT技术是无损检测中最常见的一种技术，可以提供直观的图像结果。
基于此，文章首先分析了桥梁无损检测的必要性与弹性波CT技术的特点，其次根据技术应用原理分析其具体应用，并以某桥梁工程无损检测数据进行具体分析。
关键词：弹性波CT技术；桥梁混凝土；无损检测引言：弹性波CT技术由于只能测试构件表面强度，检测精度受到的影响相对较多，且混凝土内外质量存在差异，要对检测结果展开分析，才能确定结果真实性。
因此，研究弹性CT技术的应用，对于混凝土结构检测具有重要意义，有助于提高无损检测效果，提高检测结果真实性。
1桥梁无损检测的必要性1.1有效提高桥梁检测的安全性混凝土桥梁在长期服役过程中，不可避免地会受到活载和自然环境的影响，在早期运维过程中其检测技术较为复杂，且对于外界环境要求较高，甚至会对桥梁结构造成影响。
相对于传统检测技术，无损检测技术对于桥梁结构的影响较小，能够有效保证桥梁正常安全地运营。
1.2提高桥梁检测的准确性鉴于桥梁无损检测能够及时发现桥梁结构产生的相关病害，确定病害的严重程度和相关位置，便于后期加固维护的方案制定。
同时，无损检测技术能够满足不同类型桥梁的检测需求，提高相关检测的精确性，较大程度减少了检测工作量，便于后期维保工作的进行。
2弹性波CT技术概述2.1检测原理使用弹性波CT技术展开混凝土检测，和医学上CT技术检测原理一致，都是使用弹性波通过穿透介质，观测弹性波能量衰减的情况，形成结构检测图像。
穿透介质受到穿透速度、弹性模量、介质密度的影响，如果介质的强度高、密度大，衰减量相对较小，如果结构疏松、强度低，衰减量较大。
混凝土CT试验的问题与展望
混凝土CT试验的问题与展望摘要：随着试验技术的发展，CT技术已应用于混凝土内部结构和裂纹演化过程的研究。
近年来混凝土CT试验在无损检测、细观损伤机理等方面取得了一定成果。
分析了目前混凝土CT试验研究工作存在的问题，并对未来的发展趋势进行了展望。
关键词：混凝土；CT试验；试验设备1 引言计算机横截面扫描(Computerized Tomography，简称CT) 技术是20世纪70年代发展起来的一门边缘性学科，主要涉及数学、物理等学科。
1971年9月第一个CT装置安装在Atkinson Morley医院，CT技术首先在医学诊断上获得应用。
CT作为一种技术，以数学理论为依托，又与现代微电子与计算技术相支撑，在其他领域得到广泛应用。
根据CT机起发展的时时间和构造性能，大致可以分为5代，各代CT机的主要特点如下：（1）第1代CT。
为旋转-平移扫描方式，X射线管是用油冷固定阳极，扫描X射线束为笔形束，探测器一般是1～3个。
扫描时，X射线管和探测器环绕物体作旋转和同步直线平移运动。
（2）第2代CT。
仍为旋转-平移扫描方式，X射线束由笔形改为5°～20°的小扇形束，探测器增加到3～30个，扫描时间缩短，一般在20s～1min/层。
（3）第3代CT。
扫描方式为旋转-旋转方式，X射线束是30°～45°较宽的扇形束，探测器数量增加到300～800个，扫描时间进一步缩短，一般均在几秒钟，最快速度0.5s，实现了亚秒级扫描。
这种方式的探测器数组排成彼此无空隙的弧形，数据采集以X射线管为焦点，随着X射线管的旋转得到不同方位的投影。
（4）第4代CT。
为固定-旋转方式(螺旋CT属此型)，第4代CT机的探测器呈360°环状固定排列在机架内，这类CT机的探测器更多，达600～1500个，扫描方式是仅X射线管旋转，X射线束的扇形角比第3代CT机更大，达50°～90°，因此也减少了X射线管的负载，扫描时间再一次缩短。
弹性波层析扫描(CT)技术在桥台混凝土内部缺陷检测中的应用
弹性波层析扫描(CT)技术在桥台混凝土内部缺陷检测中的应用王谦;任东华;袁浩;孙攀【摘要】The basic principle and detection method of elastic wave tomography ( CT ) detection technology were expounded,and the technology of detecting inner defects in abutment concrete project was studied.Firstly,the section of the abutment was measured, and the propagation velocity of the material on the section was calculated by the elastic wave tomography scanning technique and presented in the form of images. Secondly,the measured the elastic wave velocity and standard concrete test block of elastic wave velocity were compared in order to determine the internal quality of concrete abutment. Engineering practice shows that the detection technology has high testing accuracy,and the test results are clear and intuitive.%阐述了弹性波层析扫描(CT)检测技术的基本原理及检测方法,并结合某桥台台身混凝土的内部缺陷检测项目对该技术进行了研究.首先对桥台进行切面,通过弹性波层析扫描检测技术对剖面上弹性波的传播速度进行计算并以图像的方式呈现,然后将测得的弹性波波速与标准混凝土试块的弹性波波速进行对比,以此来确定桥台混凝土的内部质量.工程实践表明,该检测技术测试精度高,检测结果直观明了.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2017(057)010【总页数】3页(P37-39)【关键词】桥台混凝土;弹性波层析扫描技术;工程检测;波速;混凝土内部缺陷【作者】王谦;任东华;袁浩;孙攀【作者单位】中铁西南科学研究院有限公司,四川成都 611731;中铁西南科学研究院有限公司,四川成都 611731;中铁西南科学研究院有限公司,四川成都 611731;中铁西南科学研究院有限公司,四川成都 611731【正文语种】中文【中图分类】TU37桥台混凝土在施工过程中，若施工质量控制不严，易导致混凝土内部产生裂缝、松散、离析等缺陷。
基于冲击弹性波的混凝土构件厚度及内部缺陷检测技术研究
基于冲击弹性波的混凝土构件厚度及内部缺陷检测技术研究摘要：对冲击弹性波法着重研究，总结归纳了混凝土构件厚度及内部缺陷的实验操作步骤。
利用混凝土多功能无损检测仪对试块进行了检测实验，根据实验结果得知检测可靠性良好，值得在工程实践中推广应用。
最后根据冲击弹性波法的检测数据分析讨论在实际操作中提高检测精度的方法。
关键词：冲击弹性波厚度内部缺陷可靠性1 引言1.1 课题研究背景和意义改革开放以来，我国经济快速发展，人民生活水平不断提高，人们对于建筑工程质量的要求也越来越高。
而对建设项目主体结构进行现场实地检测，人们才能真正了解到建筑主体结构的安全性能是否优良，才能安心地居住或使用。
现目前大多数建筑工程的主体结构均采用钢筋混凝土浇筑，混凝土构件的性能优良很大程度上决定了主体结构的安全。
现阶段对混凝土性能的检测（厚度、内部缺陷等）一般采用无损检测技术[1]。
它利用声、光、电磁等遇到材料内部结构异常或者构件内部存在缺陷时发生异于平常的变化，由此来评价结构异常和缺陷的危害程度。
无损检测技术不仅可以已建成的建筑工程，还可以检测在建造过程当中发生的结构不完整性及构件缺陷的情况。
本文着重研究基于冲击弹性波法（回波法）的混凝土构件厚度及内部缺陷的检测实验操作，根据实验结果验证检测的可靠性。
同时根据数据分析探讨在实际操作中的注意事项，从而使冲击弹性波法不但成为工程事故的检测和分析手段之一，而且使其真正成为工程质量控制和建筑产品使用过程中可靠性监控的一种工具。
2 基于冲击弹性波的混凝土构件厚度及内部缺陷检测2.1 检测设备本实验所采用的仪器设备为四川升拓检测技术股份有限公司生产的混凝土多功能无损检测仪SCE-MATS，其主要由：工业电脑，仪器主机，电荷电缆，加速度传感器，主机信号线，广域振动信号拾取装置，打击锤等构成。
2.2 检测实验结果分析及检测可靠性验证2.2.1 检测实验结果分析表1 厚度检测记录表测定次数测试时间波速最优结果(km/s)标准偏差（m）厚度最优结果（m）12021.05.07 3.1080.0010.23122021.05.07 3.1080.0010.23132021.05.07 3.1080.0010.22942021.05.07 3.1080.0010.22952021.05.07 3.10800.23062021.05.07 3.1080.0010.23172021.05.07 3.10800.23082021.05.07 3.1080.0010.231经过数据解析，根据未知厚度构件的数据解析结果及表1厚度检测记录表中的数据，可知波速最优结果为3.108km/s，未知厚度构件的厚度最优结果为0.230m。
基于弹性波CT技术的混凝土质量评价方法及其应用
基于弹性波CT 技术的混凝土质量评价方法及其应用刘 强1，封忠意1，郑子腾2（1.山东省交通科学研究院，山东 济南 250031；2.青岛市地铁四号线有限公司，山东 青岛 266500）and make 2D and 3D data graphs. The test results are simple and intuitive, which can provide reliable technical support for engineering troubleshooting and defect repair.Keywords : elastic wave CT; elastic wave-tomographic imaging techniques; nondestructive testing; mass concrete引言现阶段，对混凝土质量评价应用较为广泛的无损检测技术手段有超声波法、超声回弹法、冲击回波法等。
超声波无损检测法具有检测精度高、可操作性强等优点，对尺寸较大的构件进行检测时，需要预埋声测管或钻孔辅助，因此该法使用有所限制。
超声-回弹综合法结合了回弹法与超声波法的优势，通过混凝土内部声速和表面刚度相结合推算混凝土实际强度，精度高、可靠性强，但检测探查的深度有限、操作较为繁琐[1]。
冲击回波法是近年新兴技术手段，主要应用于仅有一个检测面的混凝土构件，可以准确判定出已知厚度构件内部缺陷的位置和尺寸，当构件厚度较大或厚度不规则时，检测结果判定往往较困难[2]。
弹性波CT 技术，通过人为激发产生弹性波穿过被测构件所产生的数据，利用射线追踪算法、最佳路径算法等基于“走时成像原理”的计算方法，由计算机反演出剖面的二维信息，最终以颜色标度图的方式呈现被测构件的内部特征。
该技术采用低频弹性波为激发源，搭配加速传感器，具有能量传导距离远、频率集中受杂波影响小等优势，对于大型混凝土结构检测具有更好的可操作性。
弹性波ct在混凝土缺陷检测中的试验研究
弹性波ct在混凝土缺陷检测中的
试验研究
弹性波CT技术是一种以非破坏性方式检测混凝土结构中缺陷的技术，可以对混凝土结构进行全面、快速、精确的检测。
该技术利用低能量的弹性波将信号传播到检测结构中，并通过使用特定的设备来收集和分析信号，以便判断混凝土结构中存在的缺陷。
与传统的探伤方法相比，弹性波CT技术更加准确、无需人工介入、检测效率高、成本较低。
研究人员对不同尺寸的混凝土样品进行了弹性波CT检测，以分析不同缺陷大小对检测结果的影响。
研究结果表明，当混凝土缺陷大小为2mm时，弹性波CT检测能够探测出混凝土缺陷；当混凝土缺陷大小超过2mm时，弹性波CT 检测的精度会更高，能够更准确地探测出混凝土缺陷。
此外，研究还发现，随着混凝土缺陷大小的增加，弹性波CT 检测结果也会受到影响，因此需要更多的研究来提高检测精度。
综上所述，弹性波CT技术在检测混凝土结构中的缺陷时非常有效，具有准确性高、无需人工介入、检测效率
高、成本较低等优点，但随着缺陷大小的增加，检测精度会降低，因此需要进一步的研究来提高检测精度。
基于冲击弹性波的CT技术的原理及在水工混凝土结构无损检测中的应用
１ ０ ０ ０ ３ ８ ；４ ．四川理 工 学院 建 筑
６ ４ ３ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：本 文 阐述 了基 于冲击 弹性 波的 弹性 波层 析 扫描 （ Ｃ Ｔ） 技 术 的基 本原 理 和在 两个 典 型 水工 混凝
土结 构 内部质 量无 损检 测 中的 实际应 用 情况 。冲 击 弹性 波 一般 由激振 锤激 发 ，能量 大且 集 中，测试深
Ｆｕｎｄ ａ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｆ ｉ ｍｐａ ｃ ｔ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｗａ ｖｅ ・ ｂａ ｓ ｅ ｄ ＣＴ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ Ｏ ｎ ｏ ｎ－ ｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈ ｙｄ ｒ ａ ｕｌ ｉ ｃ ｃ ｏｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｓ
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基于弹性波传播的混凝土材料检测技术研究
基于弹性波传播的混凝土材料检测技术研究一、前言混凝土结构在建筑中扮演着重要的角色，但是混凝土材料的老化和损伤会对结构的稳定性和安全性产生影响。
因此，开发一种有效的混凝土材料检测技术具有重要的现实意义。
本文将介绍基于弹性波传播的混凝土材料检测技术的研究现状和发展趋势。
二、弹性波传播原理弹性波是指在介质中传播的能量波，其能量是由介质内部的弹性势能转化而来的。
弹性波可以分为纵波和横波。
纵波是沿着波传播方向的能量传播，而横波是垂直于波传播方向的能量传播。
在混凝土材料中，由于混凝土的弹性模量相对较小，因此主要是纵波。
弹性波在介质中传播的速度和介质的密度、弹性模量等有关。
在混凝土材料中，弹性波的传播速度与混凝土的密度和弹性模量有关。
一般来说，混凝土中的弹性模量与混凝土的质量成正比，而密度与混凝土的质量成反比。
因此，可以通过测量弹性波的传播速度来间接测量混凝土的弹性模量和密度。
三、弹性波检测技术1. 频率分析法频率分析法是一种常用的弹性波检测方法。
该方法利用传感器采集混凝土中的弹性波信号，并通过傅里叶变换将信号转换为频域信号。
然后，通过分析频域信号的特征来判断混凝土的质量和状态。
2. 时间域分析法时间域分析法是另一种常用的弹性波检测方法。
该方法利用传感器采集混凝土中的弹性波信号，并通过时间域分析方法来分析信号的特征。
时间域分析方法包括峰值检测法、自相关法和互相关法等。
3. 声速计法声速计法是一种直接测量混凝土中弹性波传播速度的方法。
该方法利用声速计测量弹性波在混凝土中的传播时间，然后通过混凝土的厚度和传播时间计算出弹性波传播速度。
四、应用案例弹性波检测技术已经在混凝土结构的检测中得到广泛应用。
以下是两个应用案例：1. 混凝土桥梁检测混凝土桥梁由于长期受到车辆和天气等外部因素的影响，容易出现裂缝、损伤等问题。
利用弹性波检测技术可以快速、准确地检测出桥梁的损伤程度和位置，以便采取相应的维修措施。
一项研究表明，利用弹性波检测技术可以在不影响交通的情况下，对桥梁进行检测，提高了检测效率和准确性。
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混凝土结构弹性波CT缺陷扫描技术分析及验证计算机断层扫描（Computer Tomography，简称CT）是上世纪70年代发展起来的，针对医疗领域的一种非常有效的检测手段。
起初是利用X射线，后来发展利用超声波、弹性波等各种具有直进特性的媒质，其应用领域也从单纯的医疗领域拓展到工业、土木检测等行业。
CT的理论基础在于投影定理，下图为目的函数)
(θ
g的概念图。
,
s
f及其投影波形)
(y
,
x
目的函数可认为是y
x平面上某一物理量的分布，如X-CT可认为是组织对X射线的吸收（阻
-
射率），超声波、弹性波波速CT可认为是某一区域的波速。
层析成像的投影图
弹性波CT 的原理与医疗CT 基本相同，但所用的媒介是弹性波，同时，不仅可反演弹性波的衰减（各线的衰减系数），还可以反演其波速（各线的波速）。
弹性波CT 的基本原理
为了保证CT 的分析精度，通常要求：
（1）足够的测线条数（一般应大于网格数目）；
（2）测线具有良好的正交性。
利用模拟数据，对下图中的软弱区的CT检测技术进行了验证。
验证用模型及测线网格（中间为一软弱层）
验证结果如下所示：
（1）无论是波速CT还是衰减CT，均可以检测出软弱区域；
（2）在实际的工程测试中，波速CT的稳定性更高，从而应用更加广泛。
CT结果（波速） CT结果（衰减）。