物探法在巖體工程中應(yīng)用

1、物探法在巖體工程穩(wěn)定性中的應(yīng)用 超聲波的簡介 物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音。人類耳朵能聽到的聲波頻率為20Hz20KHz。把頻率高于20KHz的聲波稱為“超聲波”。超聲波具有方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)?？捎糜跍y(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。 檢測(cè)混凝土目前有些方法？包括破壞性和無損檢測(cè)技術(shù)。破壞性的檢測(cè)，就是鑿開了看，可以檢查鋼筋、保護(hù)層厚度、混凝土密實(shí)情況等。無損檢測(cè)，包括：1 ）回彈法- 回彈法是以在混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上測(cè)得的回彈值和碳化深度來評(píng)定混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件強(qiáng)度的一種方法，它不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的力學(xué)性質(zhì)和承載能力產(chǎn)生

2、不利影響，在工程上已得到廣泛應(yīng)用。 2） 超聲波法- 超聲波法檢測(cè)混凝土常用的頻率為20250kHz，它既可用于檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，也可用于檢測(cè)混凝土缺陷。 知識(shí)鏈接：混凝土的碳化值-自混凝土表面向內(nèi)的碳化深度?；炷撂蓟?，指混凝土中的Ca(OH)2與空氣中CO2或水中溶的CO2或其它酸性物質(zhì)反應(yīng)變成CaCO3而失去堿性的過程。砼失去堿性環(huán)境，鋼筋就易銹蝕膨脹并脹裂砼，最終削弱砼對(duì)鋼筋的握裹力，導(dǎo)至鋼筋砼構(gòu)件的破壞。 3 ）超聲回彈綜合法- 回彈法只能測(cè)得混凝土表層的強(qiáng)度，內(nèi)部情況卻無法得知，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度較低時(shí)，其塑性變形較大，此時(shí)回彈值與混凝土表層強(qiáng)度之間的關(guān)系不太明顯；超聲波在混凝土中的傳播

3、速度可以反映混凝土內(nèi)部的強(qiáng)度變化，但對(duì)強(qiáng)度較高的混凝土，波速隨強(qiáng)度的變化不太明顯。如將以上兩種方法結(jié)合，取長補(bǔ)短，通過實(shí)驗(yàn)建立超聲波波速回彈值混凝土強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系，用雙參數(shù)來評(píng)定混凝土的強(qiáng)度，即為超聲回彈綜合法。 實(shí)踐表明該法是一種較為成熟、可靠的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法。 4） 雷達(dá)法- 鋼筋混凝土雷達(dá)法，多采用1GHz 及以上的電磁波，可探測(cè)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件混凝土中鋼筋的位置、保護(hù)層的厚度以及孔洞、酥松層、裂縫等缺陷。 它首先向混凝土發(fā)射電磁波，當(dāng)遇到電磁性質(zhì)不同的缺陷或鋼筋時(shí)，將產(chǎn)生反射電磁波，接收此反射電磁波可得到一波形圖，據(jù)此波形圖可得知混凝土內(nèi)部缺陷的狀況及鋼筋的位置等。 雷達(dá)法主要是根據(jù)

4、混凝土內(nèi)部介質(zhì)之間電磁性質(zhì)的差異來工作的，差異越大，反射波信號(hào)越強(qiáng)。 雷達(dá)法檢測(cè)混凝土其探測(cè)深度較淺，一般為20 cm 以內(nèi)，探地雷達(dá)使用較低頻率電磁波，探測(cè)深度可稍大些。此外，該法受鋼筋低阻屏蔽作用影響較大，且儀器本身價(jià)格昂貴。 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)儀 雷達(dá)反射探測(cè)原理 頂板雷達(dá)探測(cè)記錄及成果解釋圖 5） 沖擊回波法-沖擊回波法是用一鋼珠沖擊結(jié)構(gòu)混凝土的表面，從而在混凝土內(nèi)產(chǎn)生一應(yīng)力波，當(dāng)該應(yīng)力波在混凝土內(nèi)遇到波阻抗差異界面即混凝土內(nèi)部缺陷或混凝土底面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，接收這種反射波并進(jìn)行快速傅里葉變換（FFT）可得到其頻譜圖，頻譜圖上突出的峰值就是應(yīng)力波在混凝土內(nèi)部缺陷或混凝土底面反射形成的，根據(jù)

5、其峰值頻率可計(jì)算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于該法采用單面測(cè)試，特別適合于只有一個(gè)測(cè)試面如路面、護(hù)坡、底板、跑道等混凝土的檢測(cè)。6 ）紅外成像法 自然界中任何高于絕對(duì)零度（-273）的物體都是紅外線的輻射源，它們都向外界不斷地輻射出紅外線。紅外線是介于可見光與微波之間的電磁波， 其波長為0.761000 m， 頻率為4101431011 Hz。 混凝土紅外線無損檢測(cè)，是通過測(cè)量混凝土的熱量及熱流來判斷其質(zhì)量的一種方法。當(dāng)混凝土內(nèi)部存在某種缺陷時(shí)，將改變混凝土的熱傳導(dǎo)，使混凝土表面的溫度場分布產(chǎn)生異常，用紅外成像儀測(cè)出表示這種異常的熱像圖，由熱像圖中異常的特征可判斷出混凝土缺陷的類型及位

6、置特征等。這種方法可對(duì)檢測(cè)物進(jìn)行上下、左右的連續(xù)掃測(cè)，且白天、黑夜均可進(jìn)行，可檢測(cè)的溫度為-502000，分辨率可達(dá)0.10.02，是一種檢測(cè)精度較高、使用較方便的無損檢測(cè)方法，并具有快速、直觀、適合大面積掃測(cè)的特點(diǎn)，可用于檢測(cè)混凝土遭受凍害或火災(zāi)等損傷的程度以及建筑物墻體的剝離、滲漏等。圖2-6 YTJ20型鉆孔攝像記錄儀l主要工作參數(shù)主要工作參數(shù)l攝像頭直徑：25mm，長100mml探測(cè)深度：014.5ml主機(jī)尺寸：長寬高=24019083（mm3）l連續(xù)工作時(shí)間：8hl錄像存儲(chǔ)容量：2Gl建議鉆孔直徑：28mm以上，最好32mm以上。 鉆孔電視成像儀工程實(shí)例鉆孔電視成像儀工程實(shí)例 7）

7、拔出法 拔出法用于檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度，它是將安裝在混凝土體內(nèi)的錨固件拔出，測(cè)定其極限抗拔力，然后根據(jù)預(yù)先建立的混凝土極限拔出力與其抗壓強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系來測(cè)定混凝土強(qiáng)度的一種半破損（局部破損）檢測(cè)方法。實(shí)驗(yàn)表明：極限拔出力與混凝土抗壓強(qiáng)度之間存在著某種近似線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 拔出法可分為預(yù)埋拔出法及后裝拔出法兩種，預(yù)埋拔出法是指預(yù)先將錨固件埋入混凝土內(nèi)的拔出法，后裝拔出法是指在已硬化的混凝土上鉆孔，然后在其上安裝錨固件的拔出法。前者主要適用于成批、連續(xù)生產(chǎn)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度檢測(cè)，后者可用于當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度有懷疑時(shí)，或舊結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度需要檢測(cè)時(shí)，可按后裝拔出法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果可作為評(píng)

8、價(jià)混凝土質(zhì)量的一個(gè)主要依據(jù)。拔出法一般不宜直接用于遭受凍害、化學(xué)腐蝕、火災(zāi)等損傷混凝土的檢測(cè)。 8） 鉆芯法 鉆芯法是利用專用鉆機(jī)和人造金剛石空心薄壁鉆頭，在結(jié)構(gòu)混凝土上鉆取芯樣以檢測(cè)混凝土強(qiáng)度和缺陷的一種檢測(cè)方法。它可用于檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)混凝土受凍、火災(zāi)損傷的深度，混凝土接縫及分層處的質(zhì)量狀況，混凝土裂縫的深度、離析、孔洞等缺陷。該方法直觀、準(zhǔn)確、可靠，是其他無損檢測(cè)方法不可取代的一種有效方法。鉆芯法檢測(cè)混凝土費(fèi)用較高，費(fèi)時(shí)較長，且對(duì)混凝土造成局部損傷，因而大量的鉆芯取樣往往受到限制，可利用其他無損檢測(cè)方法如超聲法與鉆芯法結(jié)合使用，以減少鉆芯數(shù)量，另一方面鉆芯法的檢測(cè)結(jié)果又可驗(yàn)證其他無損檢測(cè)方法如超聲法的檢測(cè)結(jié)果，以提高其檢測(cè)的可靠性。 9 ）超聲波CT 法 超聲波具有穿透能力強(qiáng)，檢測(cè)設(shè)備簡單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于對(duì)混凝土的檢測(cè)，尤其適合對(duì)大體積混凝土如大壩、橋墩、承臺(tái)及混凝土灌注樁的檢測(cè)。常規(guī)的超聲波對(duì)測(cè)法及斜測(cè)法可檢測(cè)混凝土內(nèi)部的缺陷，但這需要操作人員具有一定的工作經(jīng)驗(yàn)，且檢測(cè)精度也不夠高，僅能得到某些測(cè)線上而非全斷面的混凝土質(zhì)量信息。 將計(jì)算機(jī)層析成像（ Computerized Tomography，簡稱CT）技術(shù)用于混凝土超聲波檢測(cè)，即為混凝土超聲