超聲波檢測(cè)考核題及答案

1、超聲波檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)考核參考題1、灌注樁成樁質(zhì)量通常存在哪兩方面的問(wèn)題？2、總結(jié)聲波透射法的優(yōu)缺點(diǎn)。3、簡(jiǎn)述聲波透射法檢測(cè)混凝土缺陷的基本依據(jù)。4、聲波檢測(cè)儀應(yīng)符合那些技術(shù)性能？5、聲波透射法所用檢測(cè)儀器及換能器有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？各在什么范圍？6、簡(jiǎn)述徑向換能系統(tǒng)延時(shí)的來(lái)源及其標(biāo)定方法。7、采用聲波透射法檢測(cè)基樁時(shí)，預(yù)埋檢測(cè)管應(yīng)注意哪些問(wèn)題？8、聲測(cè)管埋設(shè)應(yīng)注意哪些要點(diǎn)？9、為什么大直徑灌注樁不宜選用塑料管做聲測(cè)管？10、對(duì)于樁徑小0.6m的灌注樁，聲波透射法不適用，為什么？11、某樁徑為0.8m的灌注樁，埋設(shè)3根聲測(cè)管，聲測(cè)管在樁中的位置，基本等分樁的圓周。請(qǐng)問(wèn)：聲波透射法檢測(cè)時(shí)有沒(méi)有“盲區(qū)”？

2、12、聲波透射法測(cè)樁時(shí)，如何選擇換能器的工作頻率、發(fā)射電壓、埋管數(shù)量、測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距等技術(shù)參數(shù)？13、聲波透射法有哪幾種檢測(cè)方法？簡(jiǎn)述不同方法的特點(diǎn)、用途。14、簡(jiǎn)述聲波透射法檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作。15、聲波透射法檢測(cè)中，要求聲測(cè)管中應(yīng)注滿清水，請(qǐng)說(shuō)明原因。如果是泥槳，有何影響？16、聲波透射法測(cè)樁質(zhì)量，可用于判別混凝土缺陷的基本物理參量有哪些？說(shuō)明其相關(guān)關(guān)系？17、常見(jiàn)缺陷在超聲波測(cè)試信號(hào)中的特性有哪些？18、解釋聲波透射法的PSD判別法。19、檢測(cè)管不平行時(shí)，如何判斷缺陷及其位置？20、PSD判據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是什么？21、PSD判據(jù)的基本原理是什么？為什么要對(duì)斜率加權(quán)？22、簡(jiǎn)要說(shuō)明概率法存在哪些問(wèn)題，在

3、哪些情況下可能導(dǎo)致誤判或漏判？如何解決？23、確定聲速異常臨界值判據(jù)中臨界值的基本原理是什么？24、灌注樁某處離析，造成粗骨大量堆積。聲波、幅值有何變化？為什么？25、什么叫衰減？產(chǎn)生衰減的原因是什么？26、什么叫超聲波聲場(chǎng)？反映超聲波聲場(chǎng)特征的重要物理量有哪幾個(gè)？什么叫聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗？27、在同一根樁的檢測(cè)中，不同剖面的檢測(cè)，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè)置參數(shù)是否應(yīng)保持不變？為什么？28、JGJ106-2003規(guī)范要求不同的樁徑需埋設(shè)不是數(shù)量的聲測(cè)管，具體的要求是什么？29、聲波透視法檢測(cè)中，發(fā)射和接收換能器以相同標(biāo)高提升，每次提升間距為多少？30、超聲波法檢測(cè)的適用范圍是什么？31、聲測(cè)管及耦

4、合水的聲時(shí)修正值計(jì)算公式是什么？32、聲波檢測(cè)PSD判據(jù)的計(jì)算公式是什么？33、超聲波在傳播中衰減的主要3個(gè)類(lèi)型是什么？34、超聲波檢測(cè)要求受檢砼強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分之多少？35、當(dāng)一根樁有6根聲測(cè)管時(shí)需檢測(cè)幾個(gè)剖面？36、超聲波檢測(cè)發(fā)射換能器的諧振頻率一般為多少？37、聲波透射法檢測(cè)到可疑測(cè)點(diǎn)時(shí)，采用哪些檢測(cè)方式進(jìn)一步確認(rèn)？38、聲波檢測(cè)當(dāng)使用斜測(cè)法時(shí)，兩個(gè)換能器的中點(diǎn)連線與水平面的夾角不宜大于多少度？39、JGJ106-2003規(guī)范中規(guī)定樁身完整性的檢測(cè)方法有哪幾種？答 案1答：一是屬于樁身完整性，常見(jiàn)的缺陷有夾泥、斷裂、縮徑、擴(kuò)徑、混凝土離析及樁頂混凝土密實(shí)性較差等；二是嵌巖樁或端

5、承樁，影響樁底支承條件的質(zhì)量問(wèn)題，主要是灌注混凝土前清孔不徹底，樁底沉渣或虛土厚度超過(guò)規(guī)定極限，影響承載力的發(fā)揮。 2答：該方法一般不受場(chǎng)地限制，測(cè)試精度高，在缺陷的判斷上較其他方法更全面，檢測(cè)范圍可覆蓋全樁長(zhǎng)的各個(gè)橫截面，但由于需要預(yù)埋聲測(cè)管，抽樣的隨機(jī)性差，且對(duì)樁身直徑有一定的要求，檢測(cè)成本也相對(duì)較高。 3答：當(dāng)混凝土中存在缺陷時(shí)，超聲波聲速、聲幅、頻率和波形諸參量都有反映。首先是當(dāng)混凝土內(nèi)部存在缺陷時(shí)到達(dá)所需的“聲時(shí)”比超聲波在無(wú)缺陷的混凝土中直接傳播時(shí)所需的“聲時(shí)”長(zhǎng)，反映出超聲波的聲速減小。其次是由于存在缺陷時(shí)，超聲波在混凝土中傳播時(shí)聲能衰減加大，接收信號(hào)的首波幅度下降。第三是由于混

6、凝土存在缺陷時(shí)，高頻成分比低頻成分消失快，接收信號(hào)的頻率總是比通過(guò)相同測(cè)距的無(wú)缺陷混凝土接收到的頻率低。最后，由于超聲波在缺陷界面上的復(fù)雜反射、折射，使聲波傳播的相位發(fā)生差異，疊加的結(jié)果導(dǎo)致接收信號(hào)的波形發(fā)生畸變。據(jù)此即可對(duì)混凝土內(nèi)部的質(zhì)量情況作出判斷。 4答：聲波檢測(cè)儀應(yīng)符合下列要求： (1)具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線以及頻率測(cè)量或頻譜分析功能； (2)聲時(shí)測(cè)量分辨率優(yōu)于或等于0.5Us，聲波幅值測(cè)量相對(duì)誤差小于5%，系統(tǒng)頻帶寬度為1200kHz，系統(tǒng)最大動(dòng)態(tài)范圍不小于100dB；(3)聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖，電壓幅值為200- 1000V。5答：聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合

7、下列要求；(1)圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無(wú)指向性； (2)外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作面軸向長(zhǎng)度不大于150mm; (3)諧振頻率宜為3050kHz; (4)水密性滿足lMPa水壓不滲水。6答：在測(cè)試時(shí)儀器所顯示的發(fā)射脈沖與接收信號(hào)之間的時(shí)間間隔，并非聲波通過(guò)試件的真正時(shí)間，中間還有種種延遲：電延遲，電聲轉(zhuǎn)換，聲延遲。其中聲延遲所占的比例最大。徑向換能器輻射面是圓柱面，應(yīng)采用如下方法標(biāo)定：將發(fā)、收換能器平行懸于清水，逐次改變兩換能器的間距，并測(cè)定相應(yīng)聲時(shí)和兩換能器的間距，做若干點(diǎn)的聲時(shí)一間距線性回歸曲線，就可求得系統(tǒng)延時(shí)。7答：(1)聲測(cè)管內(nèi)徑宜為5060mm。(2)聲測(cè)管應(yīng)下端封閉、上端加蓋，

8、管內(nèi)無(wú)異物；聲測(cè)管連接處應(yīng)光滑過(guò)渡，管口應(yīng)高出樁頂l00mm以上，且各聲測(cè)管管口高度宜一致。(3)應(yīng)采取適宜方法固定聲測(cè)管，使之成樁后相互平行。(4)聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合下列要求：D800mm，2根管；800mm<D<2000mm,不少于3根管；D>2000mm，不少于4根管。式中D為受檢樁設(shè)計(jì)樁徑。8答： (1)聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合下列要求：樁徑不大于0.8m時(shí)應(yīng)埋2根管，樁徑在0.82.0m時(shí)應(yīng)不少于3根管，樁徑大于2.0m時(shí)應(yīng)不少于4根管。 (2)聲測(cè)管內(nèi)徑宜為5060mm。聲測(cè)管應(yīng)下端封閉、上端加蓋，管內(nèi)無(wú)異物連接處應(yīng)光滑過(guò)渡，管口應(yīng)高出樁頂l00mm以上，且各聲測(cè)管

9、管口高度宜一致。 (3)應(yīng)采取適宜方法固定聲測(cè)管，使之沉樁后相互平行。 9答：塑料管的聲阻抗較低，由于其聲阻抗介于混凝土和水之間，所以用它做聲測(cè)管具有較大的透聲率，通?？捎糜谳^小的灌注樁。在大型灌注樁中使用應(yīng)慎重，因?yàn)榇笾睆綐缎韫嘧⒋罅炕炷?，水泥的水化熱不宜發(fā)散，鑒于塑料的熱膨脹系數(shù)與混凝土的相差懸殊，混凝土凝結(jié)后塑料管因溫度下降而產(chǎn)生徑向和縱向收縮，有可能使之與混凝土局部脫開(kāi)而造成空氣或水的夾縫，在聲路徑上增加了更多反射強(qiáng)烈的界面，容易造成誤判。 10.答：當(dāng)樁徑較小時(shí)，由于聲波換能器與聲測(cè)管的聲耦合會(huì)引起較大的相對(duì)測(cè)試誤差，故聲波透射法只遙用于樁徑大于0. 6m的灌注樁。 11.答：三管

10、測(cè)量的中心位置有一個(gè)盲區(qū)，但是中心位置產(chǎn)生缺陷的可能性最小，因此埋設(shè)3根聲測(cè)管是可以滿足檢測(cè)要求的。12答：(1)聲波發(fā)射與接收換能器的諧振頻率為2050kHz. (2)發(fā)射電壓越高，信號(hào)越強(qiáng)，測(cè)距越大。 (3)聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合下列要求：D800mm，埋設(shè)2根管；800mm<D2000mm，埋設(shè)3根管；D>2000mm，埋設(shè)4根管。式中D為受檢樁設(shè)計(jì)樁徑。 (4)發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差同步升降，測(cè)點(diǎn)間距不應(yīng)大于250mm。 13.答：現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)過(guò)程一般分兩個(gè)步驟進(jìn)行，首先是采用平測(cè)法對(duì)全樁各個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行普查，找出聲學(xué)參數(shù)異常的測(cè)點(diǎn)。然后，對(duì)聲學(xué)參數(shù)異常

11、的測(cè)點(diǎn)采用加密測(cè)試、斜測(cè)或扇形掃測(cè)等細(xì)測(cè)方法進(jìn)一步檢測(cè)，這樣一方面可以驗(yàn)證普查結(jié)果，另一方面可以進(jìn)一步確定異常部位的范圍，為樁身完整性類(lèi)別昀判定提供可靠依據(jù)。 (l)平測(cè)普查(2)斜測(cè) (3)扇形掃測(cè) 14、答： (1)受檢樁混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%或不小于15MPa方可進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)； (2)收集有關(guān)的施工資料、設(shè)計(jì)資料，填寫(xiě)任務(wù)委托單及現(xiàn)場(chǎng)原始記錄表； (3)打開(kāi)聲測(cè)管塞子，向管內(nèi)注滿清水 (4)采用一段直徑略大于換能器的鋼棒作疏通吊錘，逐根檢查聲測(cè)管的暢通情況及實(shí)際深度；(5)用鋼卷尺測(cè)量聲測(cè)管之間的凈距離，聲測(cè)管內(nèi)徑、外徑，換能器直徑，精確 (6)計(jì)算零聲時(shí)，采用時(shí)距法測(cè)試系統(tǒng)延時(shí)

12、，計(jì)算聲測(cè)管及耦合水層聲時(shí)修正值。 15.答：換能器耦合的目的一方面是使盡可能多的聲波能量進(jìn)入被測(cè)介質(zhì)中，另一方面是使經(jīng)介質(zhì)傳播的聲波信號(hào)盡可能多地被測(cè)試系統(tǒng)接收，從而提高測(cè)試系統(tǒng)的工作效率和精度。 混凝土灌注樁的聲波檢測(cè)一般采用水作為換能器與混凝土的耦合劑，應(yīng)保證聲測(cè)管中不含懸浮物（如泥漿、砂等），懸浮液中的固體顆粒對(duì)聲波有較強(qiáng)的散射衰減，影響聲幅的測(cè)試結(jié)果。16、答： (1)聲時(shí)值：超聲脈沖穿過(guò)缺陷或繞過(guò)缺陷時(shí)，聲時(shí)值增大。(2)波幅（或衰減）：當(dāng)波束穿過(guò)缺陷區(qū)時(shí)，反映為波幅降低。 (3)接收信號(hào)的頻率：當(dāng)超聲脈沖穿過(guò)缺陷區(qū)時(shí)，接收信號(hào)主頻下降。(4)接收波形的畸變：接收波形產(chǎn)生畸變 17

13、回答： (1)沉渣： (2)泥砂與水泥漿的混合物： (3)混凝土離析： (4)氣泡密集的混凝土： (5)層狀缺陷（斷樁）： (6)聲測(cè)管接頭的影響： 18.答：PSD判據(jù)，亦可稱為“相領(lǐng)兩測(cè)點(diǎn)間聲時(shí)的斜率和差值的乘積判據(jù)”。 19.答：PSD判據(jù)對(duì)缺陷十分敏感。同時(shí)又可排除聲測(cè)管不平行引起聲時(shí)變化等非缺陷因素的影響。凡是在判據(jù)值較大的地方，均作為疑問(wèn)區(qū)，作進(jìn)一步的細(xì)測(cè)。 20.答：實(shí)踐證明，PSD判據(jù)對(duì)缺陷十分敏感，而對(duì)于因聲測(cè)管不平行或混凝土強(qiáng)度不均勻等原因所引起的聲時(shí)變化，基本上沒(méi)有反映。 21.答：根據(jù)樁身某一檢測(cè)剖面各測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)聲時(shí)，測(cè)點(diǎn)高程z(mm)，可得到一個(gè)以z為因變量為自變量的

14、函數(shù)：f。=，(z)。當(dāng)該樁樁身完好時(shí)，f(z)應(yīng)是連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)， f(z)-z圖上各測(cè)點(diǎn)的斜率只能反映缺陷的有無(wú)，不能明顯反映缺陷的大?。晻r(shí)差），因而用聲時(shí)差對(duì)斜率加權(quán)。 22答：概率法存在的問(wèn)題： (1)在統(tǒng)計(jì)計(jì)算有無(wú)缺陷的臨界值時(shí)，完全按照低測(cè)值點(diǎn)可能出現(xiàn)的概率來(lái)計(jì)算，沒(méi)有考慮誤判概率和漏判概率。 (2)概率法的基本前提是樁身混凝土的聲速服從正態(tài)分布，嚴(yán)格地說(shuō)混凝土強(qiáng)度服從正態(tài)分布，其聲速不服從正態(tài)分布，雖然強(qiáng)度與聲速具有相關(guān)性，但這種相關(guān)性多為冪函數(shù)型，是非線性的。 (3)當(dāng)有聲速“大值異常”時(shí)，“異常大值”向大值方向偏離正態(tài)分布。在運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算聲速臨界值時(shí)，沒(méi)有剔除“異常大

15、值”，而“異常大值”參與統(tǒng)計(jì)計(jì)算將影響聲速臨界值的取值。 概率法本質(zhì)上說(shuō)是一種相對(duì)比較法，它考察的只是某測(cè)點(diǎn)聲速與所有測(cè)點(diǎn)聲速平均值的偏離程度，在使用時(shí)，沒(méi)有與聲速的絕對(duì)值相聯(lián)系，可能會(huì)導(dǎo)致誤判或漏判： (1)如果混凝土灌注樁實(shí)測(cè)聲速普遍偏低（低于混凝土聲速的正常取值），但離散度小，采用概率法是無(wú)法找到異常測(cè)點(diǎn)的，這樣將導(dǎo)致漏判。 (2)有的工程，為了搶進(jìn)度，采用比樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高12個(gè)等級(jí)的混凝土進(jìn)行灌注，雖然樁身混凝土聲速有較大的離散性，可能出現(xiàn)異常測(cè)點(diǎn)，但即使是聲速最低的測(cè)點(diǎn)也在混凝土聲速的正常取值范圍內(nèi)不應(yīng)判為樁身缺陷。而用概率法判據(jù)，可能視其為樁身缺陷，造成誤判。 鑒于上述原因，

16、在規(guī)范中增加了低限值異常判據(jù)。一方面，當(dāng)檢測(cè)剖面n個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)，宜采用聲速低限值判據(jù)。另一方面，當(dāng)各測(cè)點(diǎn)聲速離散較大，用概率法判據(jù)判斷存在異常測(cè)點(diǎn)，但異常點(diǎn)的聲速在混凝土聲速的正常取值范圍內(nèi)時(shí)，不應(yīng)判為樁身缺陷。 使用低限值異常判據(jù)應(yīng)注意：當(dāng)樁身混凝土齡期不夠，提前檢測(cè)時(shí)，應(yīng)注意低限值的合理取值。應(yīng)該在混凝土達(dá)到齡期后，對(duì)各類(lèi)完整性等級(jí)的樁抽取若干根進(jìn)行復(fù)檢，考察聲速隨齡期增長(zhǎng)的情況，否則低限值判據(jù)沒(méi)有實(shí)際意義。 23.答：在n次測(cè)量所得數(shù)據(jù)中，去掉五個(gè)較小值，得到容量為(n-k)的樣本，取異常測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)不可能出現(xiàn)數(shù)為1，則對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布假設(shè)，可得異常點(diǎn)數(shù)據(jù)不可能出現(xiàn)的

17、在標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表可得到與不同的相對(duì)應(yīng)的刈直。每次去掉樣本中的最小數(shù)據(jù)，計(jì)算剩余數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，由表查得對(duì)應(yīng)的值。計(jì)算異常判斷值并將樣本中當(dāng)時(shí)的最小值與之比較。當(dāng)仍為異常值時(shí)，繼續(xù)去掉最小值噩復(fù)計(jì)算和比較，直至剩余數(shù)據(jù)中不存在異常值為止。則為異常判斷的臨界值。24、答：在粗骨料多的地方，由于粗骨料多，而粗骨料本身波速高，往往造成這些部位聲速值并不低，有時(shí)反而有所提高。但由于粗骨料多，聲學(xué)界面多，對(duì)聲波的反射、散射加劇，接收信號(hào)減弱，于是波幅下降。25.答：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著距離的增加，能量逐漸減小的現(xiàn)象叫作超聲波的衰減。 超聲波衰減的原因主要有三個(gè)： (l)擴(kuò)散衰減： (2)散射衰減： (3)黏滯衰減： 26.答：充滿超聲波的空間，或者說(shuō)傳播超聲波的空間范圍叫作超聲波聲場(chǎng)。聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗是反映超聲波聲場(chǎng)特征的三個(gè)重要物理量，稱為超聲波聲場(chǎng)的特征量。超聲波聲場(chǎng)中某一點(diǎn)在某一瞬間所具有的壓強(qiáng)與沒(méi)有超聲波存在時(shí)同一點(diǎn)的靜態(tài)壓強(qiáng)之差，稱為盧壓。單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)和超聲波傳播方向垂直的單位面積上