DB21T 3215-2019 水運工程混凝土結(jié)構(gòu)沖擊彈性波法檢測技術(shù)規(guī)程

DB21Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineeringbyimpactechometh遼寧省市場監(jiān)督I管理局發(fā)布TechnicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportenginebyimpactechomethI 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 5 5 6 6 8 本規(guī)程參編單位：大連理工現(xiàn)代工程檢測有限公司、中交天津港灣工程研究院有限本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實施后，任何單位和個人如有問題和意見建議，均可以通過來電和來函等方式進1水運工程混凝土結(jié)構(gòu)沖擊彈性波法檢測技術(shù)規(guī)程縱波在半無限固體介質(zhì)中傳播時的速度，進行構(gòu)件截面形狀系數(shù)DB21/T3215-20192）；CR——混凝土面波波速。4沖擊彈性波檢測儀4.1技術(shù)要求4.1.3沖擊彈性波檢測儀應(yīng)符合下列要求：32）接收傳感器為能測量表面振動的高性能寬頻帶接收傳感器，可以采用位移傳感器或6）采集及分析軟件應(yīng)可實時顯示每次沖擊時傳感器的輸出信號，包括相對4.2校準(zhǔn)及保養(yǎng)4.2.2沖擊彈性波檢測儀有下列情況之一時，應(yīng)進行檢定\校準(zhǔn)后使用：5.1.2調(diào)查、收集的資料宜包含但不限于下列內(nèi)容：3）混凝土原材料品種和規(guī)格、混凝土配合比、混凝土澆筑和養(yǎng)護情況、混凝土設(shè)計強4）被測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件其他檢測資料；5.1.3檢測方案宜包含但不限于下列內(nèi)容：DB21/T3215-201945.1.6檢測時，傳感器軸線應(yīng)垂直于混凝土表面并與混凝土表面間處于良好的耦合狀態(tài)。5.1.9沖擊器的選取應(yīng)參考下表執(zhí)行：>60>155.1.10檢測時接收的波形應(yīng)為有效測試波形，5.2.1混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度檢測的抽查數(shù)量和抽檢部位應(yīng)符合下列要求：2）測點位置應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)重要程度選擇在具有代表性的部位；5.2.3混凝土構(gòu)件厚度應(yīng)按下列方法確定：差），振幅譜圖中構(gòu)件厚度對應(yīng)的主頻峰值（f)為各測點有效主頻峰值的），Vf——振幅譜圖中構(gòu)件厚度對應(yīng)的主頻峰值（Hz）。5.2.4混凝土厚度結(jié)果判定應(yīng)符合下列規(guī)定：檢測的厚度平均值應(yīng)不小于設(shè)計厚度，檢測的厚度55.3.1測區(qū)大小應(yīng)不小于預(yù)估缺陷的區(qū)域；測點宜按網(wǎng)格狀布置，間距不宜大4）對采集的波形進行頻譜分析，當(dāng)所得的振幅譜無明顯峰值時，應(yīng)查明原因或重新選1）應(yīng)對振幅譜中各峰值進行分析，給出缺陷振幅值所對應(yīng)的頻率值f；f——缺陷振幅峰值所對應(yīng)的頻率值（Hz5.4.1測點布置應(yīng)符合下列要求：1）1采用“一發(fā)雙收”測試方式。接收點應(yīng)跨縫等距離布置，沖擊點與一接于裂縫同側(cè)。各點應(yīng)處在同一直線上，并與裂DB21/T3215-2019h——裂縫深度；d——沖擊點與傳感器的距離；λ——傳感器與裂縫的距離λ值可按下式估算：λ=2tcCR（公式5.4.2-1）），h=-ζλln（公式5.4.2-2）ζ——常數(shù)，宜通過標(biāo)定得出；5.4.3裂縫深度檢測結(jié)果h應(yīng)不大于1.3倍面波波長λ,否則應(yīng)更換沖擊器的型號重新測試。5.5.3測試混凝土結(jié)合面質(zhì)量時，測試面宜平行于結(jié)合面。6.1檢測原始記錄宜按本規(guī)程附錄C填字、檢測日期等。當(dāng)檢測中出現(xiàn)可疑現(xiàn)象時，應(yīng)標(biāo)注于6.2報告編制方式參照《公路水運試驗檢測數(shù)據(jù)報告編制導(dǎo)則》JT/T4）檢測規(guī)程，檢測項目和數(shù)量，檢測方法；677）檢測結(jié)果，包括整理后的數(shù)據(jù)和圖表及需要說明DB21/T3215-20198b）用接收傳感器在平整混凝土表面進行檢測，觀察數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中時域圖和振幅譜圖頻域曲線圖中主頻率峰值f；Vp=2Hf（公式A.0.2）），），f——頻域曲線圖中主頻率峰值（Hz），精確至0.1Hz。A.3當(dāng)構(gòu)件所測區(qū)域厚度不能量測或不便獲取構(gòu)件所測區(qū)域厚度時，采用兩個接收傳感器a）按圖A.3將沖擊彈性波檢測儀的兩個接收傳感器置于結(jié)b）安裝好儀器，檢查獲取的波形。如果從兩個傳感器獲取的波形都有效，則存儲以便c）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)屏幕上應(yīng)在同一時間坐標(biāo)中顯示從兩個傳感器分別接收到的兩段時域d）確定縱波平直段的時間。在時間坐標(biāo)上分別讀取并記錄第一個和第二個傳感器接收9Δt——兩個接收裝置所接收到信號的時間差(μsK——截面形狀系數(shù)，對于板（混凝土板、墻等），可取0.96，f）每次測試選取一個測點，每個測點應(yīng)通過改變采樣時間間隔重復(fù)進行兩次測試，當(dāng)行第三次測試，直至測得的傳播時間數(shù)值相近為DB21/T3215-2019），a波形不顯示周期性振蕩b振幅譜參數(shù)信號量程：mv；采樣頻率=kHz；采樣點數(shù)=點；觸發(fā)延時：…Hfvp構(gòu)件的混凝土P波波速值（m/s）:…121212Lkvp構(gòu)件的混凝土P波波速值（m/s）:DB21/T3215-2019參數(shù)檢測部位（測區(qū)、測點/測線）分布示意圖4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用________________________________DB21/T3215-2019Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineeringbyimpac 1.1本條闡述了本規(guī)程的編制目的，沖擊彈性波法檢測混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)被缺陷表面或構(gòu)件底面反射回來，通過對反射波的分析進行判斷和檢測。沖擊彈性波主要依靠1.3本條闡述了本規(guī)程與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。應(yīng)遵守協(xié)調(diào)一致、互本節(jié)所列出的術(shù)語一般為其在本規(guī)程中出現(xiàn)時，從沖擊彈性波檢測混凝土缺賦予其含義的，其含義需要加以界定、說明或解釋的重要詞匯?？紤]其通用性和習(xí)慣性，盡管界定和解釋術(shù)語時考慮了術(shù)語的習(xí)慣和通用性，但理論上這些術(shù)語僅在出的目的主要是防止出現(xiàn)錯誤理解。當(dāng)本規(guī)程列出的術(shù)語在本規(guī)程以外使用時，應(yīng)4沖擊彈性波檢測儀4.1技術(shù)要求4.1.2單點式?jīng)_擊彈性波檢測儀為單點沖擊、單點接收回波信號。掃描式?jīng)_擊彈性波檢測儀為沖擊單點式?jīng)_擊彈性波檢測儀適用于精確測試和特殊位置的測試，對測試面平整度要求較靈活。掃描式?jīng)_擊彈性波檢測儀具有滾動式掃描測試探頭，掃描探頭安裝有可調(diào)沖擊頻電磁自動敲擊振動器和輪式接收傳感器，可沿直線以固定間隔進行快速測試，適用于對4.1.3為減少人為因素對測試結(jié)果的影響，沖擊方式可以根據(jù)接收裝置配置不同尺寸的彈擊錘，宜位厚薄選用合適的沖擊器，且在檢測前應(yīng)進行驗證。掃描式?jīng)_擊彈性波檢測儀的掃描探頭配有動的螺線管沖擊器，觸發(fā)后彈擊混凝土構(gòu)件表面，其沖擊能量和沖擊持續(xù)時間可調(diào)。沖擊彈性測儀的沖擊器的正確選擇對于檢測的效率很重要，試驗時應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的厚度及具體的回波信號擇沖擊器以確保能夠傳送足夠的能量到被測結(jié)構(gòu)，進而容易得到單一主峰的頻率幅值譜。沖擊器應(yīng)根據(jù)檢測構(gòu)件厚度的不同，激發(fā)不同頻率的脈沖。沖擊器的沖擊方向以及沖擊能測試信號的品質(zhì)有很大的景響，設(shè)計良好的沖擊能夠探測到?jīng)_擊產(chǎn)生的縱波沿表面?zhèn)鞑ヒ鸬奈⑿∽冃?。同時，還應(yīng)有合適的頻響范圍，以動信號的測試失真。掃描式?jīng)_擊回波系統(tǒng)的接收傳感器是按一定間距均布在滾動輪上，以實卡的便攜式電腦，或者是便攜式雙通道或者多通道波形分析儀。該系統(tǒng)中，一個通道可作為觸發(fā)通道，接受觸發(fā)信號，另外的通道可作為接收通道。數(shù)據(jù)采集儀的電壓范圍和電壓分辨率應(yīng)該與傳感6）采集分析軟件實時顯示傳感器輸出時間域波形，通過FFT快速傅立葉換為頻域，在頻率幅值譜里，通過選擇厚度對應(yīng)的主頻值，計算得出4.2校準(zhǔn)及保養(yǎng)4.2.1對沖擊彈性波檢測儀進行校準(zhǔn)或自校是為保證其在正常狀態(tài)下進行檢測，儀器的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是統(tǒng)一儀器性能的基礎(chǔ)，只有使沖擊回波系統(tǒng)處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，才能保證檢測結(jié)4.2.3沖擊彈性波檢測儀使用后，應(yīng)及時用潮濕的干凈布清潔沖擊器及接收傳感器，自然風(fēng)干后妥電池液體對儀器的腐蝕。定期給鋰電池充電，以保證電池的耐用性，防止過度放電造成的電5.1.1檢測前的準(zhǔn)備工作是為了更好完成檢測及后期的數(shù)據(jù)分析5.1.2本條規(guī)定檢測人員在開展檢測工作之前應(yīng)掌握的有關(guān)基本情況，以便下一步開展現(xiàn)場調(diào)查，方案制定等工作。目前檢測方法很多，但每一種方法都有其適用性和局限性，因此，應(yīng)根據(jù)調(diào)查和收集相關(guān)資料在前期的準(zhǔn)備工作中是非常重要的，是為了綜合分析產(chǎn)生的質(zhì)量5.1.3檢測方案應(yīng)根據(jù)檢測的目的、前期的調(diào)查資料5.1.4反映混凝土質(zhì)量的測試參數(shù)及沖擊回波響應(yīng)特征容易受混凝土表面狀態(tài)的影響，為了保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，檢測數(shù)據(jù)的真實性，必須避免表面狀況對檢測的影響，所以應(yīng)磨平后清除殘留的5.1.5根據(jù)沖擊彈性波法的基本原理，該方法有著由各影響因素的存在而產(chǎn)生的局限性，及人員經(jīng)驗的主觀性，故當(dāng)結(jié)果產(chǎn)生異議的時候，建議采用鉆芯這種較為直接的取樣方法進行驗證。應(yīng)在檢使用耦合劑可以使傳感器與混凝土緊密結(jié)合在一起，傳感器能準(zhǔn)確記錄混凝土質(zhì)點的振動。實際測試時，傳感器與混凝土之間的耦合劑應(yīng)盡量薄。耦合劑同時有一定的濾波作用，選擇耦時不宜選用有很強濾波作用的材料作為耦合劑。傳感器和混凝土之間是5.1.8掃描儀的沖擊器和接收器應(yīng)與測試面接觸良好，而且使其一直滾動。如果一個或者多個輪脫離表面，或者壓力過小，測得的信號都可能因5.2.1沖擊彈性波法檢測混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度的一大優(yōu)勢是無需鉆芯破壞，也無需對側(cè)面，同時對檢測，構(gòu)件劃分方法參考《港口道路與堆場設(shè)計規(guī)范》（JTS168-25.2.2沖擊點位置與傳感器的間距要求參考（JGJ/T411-2017）及（ASTM根據(jù)沖擊回波法的原理見下圖所示，本質(zhì)上是通過豎向回波特性計算被測物體的厚度。但實上由于沖擊彈性波是一種體波，波前（圖中深色部分）是以球面的形式向外擴散。僅當(dāng)被測物體近似為平面無限大彈性體時，沖擊后采集的回波可以近似認(rèn)為符合下圖的假設(shè)，但當(dāng)沖擊點靠近彈性體的邊界時，邊界的回波豎向分量會影響構(gòu)件板底的回波特性，造成測試的誤判。2）厚度檢測時，參考本規(guī)程（5.2.3件實際厚度的情況下，按本規(guī)程（5.2.3）條款確定振幅譜圖中構(gòu)件厚度對應(yīng)的主頻f（Hz）。5.2.4本條規(guī)定中普通混凝土構(gòu)件和尺寸較大的混凝土構(gòu)件的厚度檢測結(jié)果的判定依據(jù)JTS《水運5.3.1測區(qū)大小應(yīng)不小于預(yù)估缺陷的區(qū)域，并有可以進行對比的同條件正常混凝土區(qū)域。5.3.2沖擊點位置與傳感器的間距按本規(guī)程5.2.2條規(guī)定5.3.3本條規(guī)定了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷檢測的基本步橫向尺寸超過其埋深的1/3，缺陷的深度就能檢測出來，其振幅譜圖將會出現(xiàn)兩個峰值：一個倍，則缺陷就當(dāng)于一個無限界面，所測到的響應(yīng)是板的厚度頻率，與缺陷埋深頻率一樣，故可以檢沖擊接觸時間是指用來產(chǎn)生應(yīng)力波的沖擊器與測試表面接觸的時間。在實際測試過程中接觸時間取決于沖擊器的類型和沖擊點混凝土的條件。光滑、堅硬的表面沖擊接觸時間短于粗糙表面的沖擊持續(xù)時間。柔軟的表面。應(yīng)保證沖擊接觸時間在建議的范圍內(nèi)。根據(jù)對應(yīng)的表面波到達的部分波形，獲得一個沖擊接觸時間的近似測試。一個波形中部分表面波和近似的沖擊接觸時間的實5.3.4如圖5所示，接收器接到反射波后，通過快速傅立葉轉(zhuǎn)換將時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻,對板/墻來確定回波的頻率峰值f，深度計算結(jié)構(gòu)的厚度或缺陷（其中是形狀系=,對板/墻來①幾何形狀系數(shù)β與結(jié)構(gòu)橫截面的高寬比有關(guān)，北京工業(yè)大學(xué)張志清、劉曉姍、叢鋮東等②中南林業(yè)科技大學(xué)周先雁教授，在指導(dǎo)學(xué)生劉恩才完成論文《基于沖擊回波法無損檢測技術(shù)0.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0截面高寬比h/b圖8截面幾何形狀系數(shù)β與高寬比關(guān)系③北京航空航天大學(xué)土木工程系葉英華教授，在指導(dǎo)學(xué)生張紹興對《測結(jié)果。即由已知的密實區(qū)結(jié)構(gòu)厚度h，測試的Cp和振幅譜中的f計算β值。形狀不規(guī)則或測試面較小時，從測試對象不規(guī)則邊角與側(cè)面反射的縱波與面波發(fā)生疊加后對接5.4.2面波法在傳播過程中所發(fā)生的幾何衰減和材料衰減?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)補正，而保持其振幅不變。但是，瑞利波在遇到裂縫時，其傳播在某種程度上被遮斷，在通過裂縫以后波的能量和振幅會減少。因此，根據(jù)裂縫前后的波的振幅的變化），質(zhì)，隨著深度的增加，面波的水平和垂直位移振幅達到極值后迅速降低，其主要能量主要集中圖10不同泊松比μ時振幅值與深度的變化關(guān)系5.5.1本規(guī)程所指的混凝土結(jié)合面，是指針對水運工程混凝土結(jié)構(gòu)，前后澆筑混凝土?xí)r間較長導(dǎo)致前后混凝土澆筑位置可能存在結(jié)合面質(zhì)量差的混凝土結(jié)構(gòu)；針對這類混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測的抽檢方式可以參考混凝土厚度檢測的