混凝土内部缺陷的判别方法
taibochen
taibochen Lv.6
2005年08月06日 20:35:37
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一、混凝土内部孔洞、裂缝及蜂窝状缺陷的探测(一)缺陷大小的实际声程计算法内部缺陷的检测应采用穿透法,其发射及接收探头的布置如图6-2所示。在探测时首先在缺陷附近(图6-2中)的(a)位置,测出无缺陷混凝土的声时值,并按厚度算出声速C(取数点的平均值),然后将探头移入缺陷区,并找到声时最长的一点,该点即为缺陷垂直于两探头连线平面的“中心”位置,然后测读出声时值。这时的声时值应为声波绕过缺陷所需的时间。

一、混凝土内部孔洞、裂缝及蜂窝状缺陷的探测
(一)缺陷大小的实际声程计算法
内部缺陷的检测应采用穿透法,其发射及接收探头的布置如图6-2所示。在探测时首先在缺陷附近(图6-2中)的(a)位置,测出无缺陷混凝土的声时值,并按厚度算出声速C(取数点的平均值),然后将探头移入缺陷区,并找到声时最长的一点,该点即为缺陷垂直于两探头连线平面的“中心”位置,然后测读出声时值。这时
的声时值应为声波绕过缺陷所需的时间。
假定空洞正好居于厚度L的中心,则在超声传
播方向上(即两探头连线方向上)的最小横向尺寸
可按下式计算:
(6-1)
式中,d为缺陷最小横向尺寸;D为探头直径;
L为混凝土厚度;C为混凝土声速(C=L/t1);t1为
超声过无混凝土时的声时;t2为探头在缺陷中心位
置时的声时。
显然,当L与d之比越小时,t1与t2之差越大,探测准确度越高,但当缺陷形状为扁平状或片状的内部裂缝,而且其走向与超声传播方向平行时(见图6-3中的a-a位置),L/d将变得很大,t1与t2基本相等,这时,这种方法无效。克服的办法是在条件可能的情况下将探头移过一个角度(见图6-3中的b-b及e-e位置)。探头位置移动后,进行缺陷尺寸计算,在(6-1)式中应改用新的参数代入,例如探头在e-e位置时,缺陷的尺寸d可近似计算如下:
(6-2)
式中:d为片状缺陷平面内的最小尺寸;Lc为探头间的最短距离;tc为探头在e-e位置时,超声绕过缺陷所需的声时;C为无缺陷混凝土的声速;a为两探头连线与缺陷平面的夹角。
当缺陷小于探头直径时,声时无明显变化,但因缺陷界面的散射将使衰减值增加,接收波的波高下降,这时应改用衰减值(波高变化)或接收波频率的下降程度作为判别缺陷是否存在的依据。当探头在某一面积上移动时,发现其中某一点接收波高显著下降,而声时无显著变化,而且探头连线转过一个角度后有同样现象,则可判为该点有小于探头的缺陷存在(见图6-4)。
(二)大面积扫测的缺陷判别
所谓内部缺陷,是指在混凝土表面无外露痕迹的缺陷。在实际结构及构件检测中,不可能在全部面积上进行全面探测,一般均选择重要受力部位及对施工质量有怀疑的部位进行仔细探测。当需仔细探测的面积较大时,可用多级网络法描出等声时线,并逐步缩小测区的方法(见图6-5),这样可防止遗漏,同时又避免了大面积的细测。
网络的大小可视构件大小而定,例如第一级网络
采用30cm间距,然后在声时变化的点上再划出
二级网络(例如10cm),将各等声时点连接起来
即成“等声时线”,在等声时线的范围中,声时最
长的点即为该缺陷区的“中心”位置。
为了定量地确定缺陷的存在,近年来普遍采用
统计方法。其具体方法是用被测构件的各测点声时
值t和超声穿透距离L求出声速C,然后根据已知
的R=f(C)关系,换算出各测点的估算强度R。
假定所有测值总体呈正态分布,求出其平均强度R
和标准差S,则判定某点存在缺陷的依据为
(6-3)
若第i点的强度值Ri符合上式,则该值出现的概度只有2.27%,即出现的机率极少,如果有,应是一异常点,可视为存在缺陷的可疑位置。
当被测对象的R=f(C)关系不明确,难以将C值换算成R值时,可直接用C值的统计结果作为判别依据
( 6-4)
式中, 为所有测点声速平均值;Sc为声速值的标准差;Ci为第i点的声速值。
当被测构件的厚度不变(即声程L不变)时,也可直接用声时值的统计结果作为判别依据: ti < +2St (6-5)
式中: 为所有测点声时平均值;St为声时值的标准差;ti为第i点的声时值。
以上判据中未反映测点的影响。为了更确切地判别缺陷,南京水利科学研究院曾提出如下判别方法:首先计算出结构物各测点估算强度的平均值R及标准差S,然后分两种情况对各测点进行判断。
1.孤立的低强度点
计算出该点强度和平均强度之差与样本标准差的倍数z,即
( -Rmin)/S=z (6-6)
式中: 为所有测点的平均强度值;Rmin为孤立低强度点的强度值;S为强度值的标准差。再从正态分布表上查得Rmin= -zS时出现的概率P,然后算出在N个测点中Rmin可能出现的次数 M=NP (6-7)
式中:M为Rmin在正态分布的数值样本中可能出现的次数;N为测点总数;P为Rmin在正态分布的样本中的概率。
其判为缺陷的条件是 M<1 (6-8)
即在正常情况下,这样的强度值是不应当出现的,现在出现了一个点,说明是异常点,应判为缺陷。
2.几个相邻点的强度都低于某一最小强度的区
通常取最小强度Rmin= -2S,即z=2。这时Rmin出现的概率为P=2.28%。
若在网络测点中,某点A的强度低于Rmin,其相邻四点中的任一点也低于Rmin,这种情况出现的概率为:
P=(2.28%)2×4=0.208%
同样,当NP<1时,则认为此相邻两点处有缺陷。
当被测对象的R=f(C)关系不明确时,也可直接用声速C值的统计结果作为判别依据。
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superstar2202
2005年08月08日 08:45:19
2楼
不错,可以参考一下!
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小小的画图匠
2005年08月08日 13:54:46
3楼
这个是不是对于施工用处大一些
或者质检部门
不过可以多学点东西
也不枉楼主的辛苦
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