地下工程的無損檢測

1、地下工程的無損檢測1. 無損檢測技術(shù)：在不破壞（或微破損）結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、不影響結(jié)構(gòu)整體工作性能和不危及結(jié)構(gòu)安全的情況下，利用和依據(jù)物理學(xué)的力、聲、電、磁和射線等原理、技術(shù)和方法，測定與結(jié)構(gòu)材料性能有關(guān)的各種物理量，并以此推定結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料強(qiáng)度和檢測內(nèi)部缺陷的一種測試技術(shù)。2. 檢測目的：評定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、控制施工進(jìn)度和質(zhì)量、診斷已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和耐久性，評定已建結(jié)構(gòu)的可靠度等級和估算剩余壽命3. 如 混凝土抗壓強(qiáng)度無損檢測方法：采用 回彈法、超聲法和回彈超聲綜合法（非破損）、鉆芯法（微破損） 、拔出法；內(nèi)部缺陷采用超聲法。8.1 概述8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度一、回彈法（J

2、GJ/T 23-92）1948年瑞士斯密特（ESchmidt）發(fā)明回彈儀。1、基本原理 使用回彈儀的彈擊拉簧驅(qū)動儀器內(nèi)的彈擊重錘，通過中心導(dǎo)桿，彈擊混凝土的表面，并測得重錘反彈的距離，以反彈距離與彈簧初始長度之比為回彈值R，由它與混凝土強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系來推定混凝土強(qiáng)度。8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度2回彈儀的構(gòu)造和率定率定：使用前應(yīng)在洛氏硬度HRC為60士2的砧上，在室溫（20士5）度的條件下進(jìn)行率定。取連續(xù)彈擊三次的穩(wěn)定回彈值進(jìn)行平均，其值在80士2。8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度3、回彈法檢測混凝土強(qiáng)度的影響因素回彈儀測試角度：非水平方向測試時(shí)，重力作用影響測試結(jié)果混凝土不同澆筑面：分層

3、泌水現(xiàn)象影響砼局部強(qiáng)度。非側(cè)面齡期和碳化的影響：CO2=氫氧化鈣=碳酸鈣。養(yǎng)護(hù)方法和溫度：自然養(yǎng)護(hù)的回彈值高于標(biāo)準(zhǔn)的回彈值。盡可能采用干燥狀態(tài)的混凝土進(jìn)行測試，以減小濕度對回彈值的影響。4、回彈法的檢測技術(shù)和測區(qū)布置1）測區(qū)的選擇與布置 選擇：主要受力部位、薄弱部位以及易產(chǎn)生缺陷的部位，測區(qū)表面應(yīng)清潔、平整、干燥、結(jié)實(shí)。 布置：一個構(gòu)件不少于10個，大小200X200mm，16個測點(diǎn)/區(qū)，測區(qū)間距2m。（長度小于3m，高度低于0.6m的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其測區(qū)數(shù)量可適當(dāng)減少，但不應(yīng)少于5個）2）回彈值測量 回彈值量測時(shí)，回彈僅應(yīng)始終垂直于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測面，測點(diǎn)不應(yīng)在氣孔或外露石子上，共測16個值。

4、3）碳化深度測量 選擇不少于構(gòu)件的30測區(qū)進(jìn)行。在直徑約為15mm并有一定深度的孔洞，滴入濃度為1的酚酞酒精溶液，測試表面至不變色處的深度，即碳化深度。5、回彈值的數(shù)據(jù)處理 1）回彈值的計(jì)算 從該測區(qū)的16個測點(diǎn)的回彈值中分別剔除3個最大值和3個最小值，然后按余下的10個回彈值取平均值。 2）修正值的計(jì)算 非澆筑側(cè)面、非水平測試方向、碳化修正（dm0.5mm時(shí)不修正）8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度6、混凝土抗壓強(qiáng)度計(jì)算8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度1）測區(qū)混凝土強(qiáng)度值的確定 根據(jù)平均回彈值Rm及平均碳化深度dm，由規(guī)程附錄表E查得或當(dāng)?shù)貙Ｓ脺y強(qiáng)曲線查的。2）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度平均值和強(qiáng)度

5、標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度3）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值單個構(gòu)件檢測時(shí)，以構(gòu)件最小測區(qū)強(qiáng)度值作為該構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值：批量檢測時(shí)，按下列兩式計(jì)算并取其中較大者為該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值： 對于批量檢測構(gòu)件，當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，按單個構(gòu)件檢測推定： (1) 平均值小于25MPa，且標(biāo)準(zhǔn)差4.5MPa； (2) 平均值等于或大于 25MPa，且標(biāo)準(zhǔn)差5.5MPa 。8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度碳化深度測定與修正 碳化深度的測定：用濃度1%的酚酞溶液及鋼卡尺來測定碳化深度d dm m值值。修正：(1)當(dāng)d dm m0.0.4mm，按無碳化處理；(2)

6、當(dāng)0.4mmd dm m6=6=6mm，按6mm處理；cicuf,8.2 回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度8.3 超聲法1、超聲波的基本概念 超聲波是彈性介質(zhì)中的一種機(jī)械波 波動的物理實(shí)質(zhì)是能量的傳遞過程2、傳播介質(zhì) 縱波 ：固體，液體，氣體 橫波 ：固體 表面波：固體表面3、基本參量： 聲速、聲幅（聲壓與聲強(qiáng)）、頻率?；炷翙z測中最常用的參數(shù)聲速4、超聲波的特點(diǎn)1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。 2） 超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。 3） 超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。 4） 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊。 8.3 超聲法8.3 超聲法5、超聲傳感器

7、的原理： 利用聲速與材料的彈性性質(zhì)； 聲速與材料的結(jié)構(gòu)特性如材料的尺寸、材料中各種成分的組成、空隙率、缺陷； 聲幅：反映材料衰減特性的參數(shù)； 頻率：反映超聲波強(qiáng)度正負(fù)交變快慢的參數(shù)。6、超聲波檢測系統(tǒng)8.3 超聲法6、智能化超聲儀8.3 超聲法超聲儀的基本功能 信號放大（增益，衰減） 信號濾波（高通，低通） 顯示波形（延遲，記錄寬度） 讀取參數(shù)（聲時(shí)，聲幅）8.3 超聲波檢測混凝土強(qiáng)度1、基本原理混凝土的抗壓強(qiáng)度fcu與超聲波在混凝土中的傳播速度v之間的關(guān)系?；炷翉?qiáng)度愈高，相應(yīng)超聲波波速愈大。通過試驗(yàn)可建立混凝土強(qiáng)度與聲速的關(guān)系曲線或經(jīng)驗(yàn)公式。目前常用的相關(guān)關(guān)系表達(dá)式有冪函數(shù)方程:8.3 超

8、聲波檢測混凝土強(qiáng)度2、影響聲速-強(qiáng)度的基本因素 骨料的影響（種類，粒徑，含量） 水泥用量的影響（水灰比，總量） 齡期的影響骨料的聲速水灰比對聲速-強(qiáng)度的影響水泥量對聲速-強(qiáng)度的影響沙率對聲速-強(qiáng)度的影響齡期對聲速-強(qiáng)度的影響3、測區(qū)布置8.3 超聲波檢測混凝土強(qiáng)度 單個構(gòu)件檢測：不少于10個測區(qū)，測區(qū)面積200X200mm。測區(qū)間距不大于2m。 批量抽樣檢測：抽樣數(shù)應(yīng)不少于同批構(gòu)件的30，且不少于4個，每個構(gòu)件測區(qū)數(shù)不少于10個。測試面應(yīng)清潔平整，無缺陷。4、強(qiáng)度推定： 當(dāng)在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時(shí)，聲速值應(yīng)乘以1.034修正。2）強(qiáng)度推定：由試驗(yàn)量測的經(jīng)修正后的聲速，按fcuva曲線

9、求得混凝土的強(qiáng)度換算值。8.3 超聲波檢測混凝土強(qiáng)度單個構(gòu)件：各測區(qū)中的最小強(qiáng)度值同批構(gòu)件：各構(gòu)件強(qiáng)度平均值mf減去均方差Sf的 1.645倍。ffsmf645. 1iffNm18.3 超聲波檢測混凝土強(qiáng)度5、強(qiáng)度推定(注意事項(xiàng))1）當(dāng)同批構(gòu)件強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差過大時(shí)，直接取各構(gòu)件 最小測區(qū)強(qiáng)度值的平均值。2）同批構(gòu)件：各構(gòu)件強(qiáng)度平均值mf減去標(biāo)準(zhǔn)差Sf的 1.645倍。3）同批構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)號大C20時(shí)，若標(biāo)準(zhǔn)差Sf大于 5.5(MPa)，應(yīng)全部按單個構(gòu)件給出強(qiáng)度。8.3 超聲波檢測混凝土強(qiáng)度8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 淺裂縫單工作面平測法雙工作面斜測法 在有兩各相對的平行工作面時(shí)，利用平面換能器的指

10、向性好的特點(diǎn)，在兩個工作面分別布置發(fā)射和接受換能器。8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 不密實(shí)區(qū)和空洞檢測基本方法（一）8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 不密實(shí)區(qū)和空洞檢測基本方法（二）不密實(shí)區(qū)和空洞檢測基本方法（三）8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 混凝土表面損傷層檢測8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 聲測管布置示意圖8.4 超聲波檢測混凝土缺陷 1、方法的提出： 僅僅利用超聲波波速測試混凝土強(qiáng)度由于影響因素過多，真正量化在波速中的因素并不明確，測強(qiáng)曲線的推廣價(jià)值不大，如能綜合其他方法將某些因素量化，或許可以總結(jié)出更據(jù)準(zhǔn)確性和推廣價(jià)

11、值的方法。在這種思路下，提出了超聲回彈綜合法。8.5 超聲回彈綜合法2、方法的意義： 應(yīng)該說超聲回彈綜合法仍然是一種純經(jīng)驗(yàn)性的方法，在這一點(diǎn)上與超聲波波強(qiáng)度測試和回彈值強(qiáng)度測試是一樣的，并不據(jù)在理論上的優(yōu)勢。定性的看綜合了聲速和回彈值在代表性上應(yīng)該有如下的優(yōu)勢： 1.內(nèi)外結(jié)合：聲速（內(nèi)），回彈值（外）。 2.齡期互補(bǔ)：早期聲速敏感，后期回彈敏感。 3.含水互補(bǔ)：含水使聲速提高，回彈值下降。 從根本上說超聲回彈綜合法是實(shí)踐證明了的一種較好的方法。8.5 超聲回彈綜合法8.5 超聲回彈綜合法3、原理 超聲回彈綜合法實(shí)質(zhì)上就是超聲法和回彈法兩種單一測強(qiáng)方法的綜合測試，可以提高測量的精度。測量時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵照超聲回彈綜合法檢