一、超聲法及綜合法測強
1. 測量精度問題
混凝土強度~聲速關系為f=avb ,這是冪函數。由誤差傳遞分析可知:
δf=bδv (1)
式中 δf、δv分別為強度與聲速的最大相對誤差;
b 為相關式中的回歸系數,通常為4~6之間。
這就是說,聲速測量誤差或其波動所引起計算強度誤差或波動要大4~6倍。如果希望由聲速測量引起的推算強度的誤差不超過10%(還有相關曲線帶來的誤差),則聲速測量的誤差應控制在
范圍內,平均為2.2%。要求δv為2.2%,而聲速v=
,因為δv=δl+δt,若距離的測量誤差以1%計,則聲時的最大誤差δt=δv-δt=2.2-1.0=1.2%。
1.2%的準確度是很高的,長距離測量時問題不大,短測距時則應認真對待。例如,測15cm試件,聲時為30μS ,要達到1.2%的準確度,聲時測量的絕對誤差應小于30×1.2%=0.36μS。正因為如此,有一系列問題要注意:
(1) 超聲儀測時最小分度應為0.1μS;(2)測讀聲時時首波起點要仔細對準;(3)t0要標定準;(4)各種影響測量結果的因素,如測距、混凝土濕度、探頭頻率等影響都應考慮。
2.估計強度的變化
缺陷處的強度(不是泥砂)可按(1)式進行粗略估計,即:
聲速減少1%,強度降低5%。
二、超聲測試中的標準差與離差系數問題
1.分組抽樣與單個抽樣的標準差與離差系數
二者是不同的(圖1),但有以下關系:
S組=
;CV組=
(2)
式中 S單、CV單——單個抽樣的標準差、離差系數
S組、cV組—分組抽樣的標準差、離差系數
n——每組中試件個數
當n=1,S組= S單,n越大,二者差別越大
2.超聲測試獲得的計算強度標準差是分組抽樣的結果,取樣試件是單個抽樣的結果,二者是不同的,不能套用。測距越大,差別也越大。
二者關系如(2)式:CVˊ/ CV=1/

更不能用波速的標準差或離差系數來評判混凝土的勻質性。如前所述,波速的標準差或離差系數比強度標準差或離差系數小“b”倍。只能用于同測距下的相對比較。
三、關于不同類型的波
1. 不同類型波的波速
超聲探頭振動會發出各種類型的波。屏幕上的波只有正、負和振幅大小之分,如何來識別判斷?不同類型的波其速度不同:
縱波速度 VP=
(3)
橫波速度VS=
(4)
表面波速度VR=
(5)
式中ρ——密度;E—— 楊氏模量;σ——泊松比
(6)
一般固體σ在0.3左右,
,混凝土σ在0.2-0.3左右,
-1.87,因為
VR≈0.9VS,VP≈(1.8-2.0)VR
2.測試中的波形:
對測

四. 用普通縱波探頭測定表面波波速及彈性模量
1.用平測法進行多點測試,在坐標圖上可獲得二條直線,它們的斜率分別是混凝土縱波波(圖5)
速、表面波波速。根據這二個波速,可求解
得混凝土的彈性模量和泊松比。
2.關于雙探頭測厚
如下圖6所示,利用雙探頭測量,認為接收波中振幅
增大點是底面反射波的初至點,測定聲時,從而計算出
厚度h值。
若忽略表面波,認為凡振幅突然增大并反相的波是底面反射波的到達是不全面的。若混凝土的
按1.9計,當AB+BC<1.9AC時,波形突然增大和反相應是表面波的到達。當AB+BC=1.9AC時,底面反射波與表面波同時到達,此時,α角為58.5o,AC=1.2h。雙探頭測厚時,探頭測距應大于板厚的1.2倍以上。
五、聲測法灌注樁的幾點體會
1.聲測管接頭的影響
振幅驟減,聲時增大。
特點:(1)只有一個測點;(2)影響二個測試面;(3)探頭扶正器可探測到。
2.斜測的重要性
聲測管處常掛泥團,通過斜測(圖7)可避免誤判為成層狀缺陷。
進一步發展就是層析成象(CT圖)。圖8是灌注樁中的一段的CT圖。
圖中紅色區域正是泥砂團,聲速3700m/s。
3.二項指標判斷
灌注樁檢測中測量二項聲學參數:聲速和振幅。應充分利用這二項參數進行判斷。
混凝土離析,石子沉降,砂漿多,聲速低,但振幅不低,混凝土強度并不一定低。振幅低,聲速不低,往往是混凝土氣泡多,不一定是嚴重缺陷。只有聲速、振幅, 均突降,才是夾泥、沉渣與斷層。
5.波形反相:
探頭靠聲測管壁會發生這種情況,應加扶正器。
6.6db規定太嚴
測樁規程中把振幅小于平均振幅6db視為缺陷,似乎太嚴。新修訂的測缺規程未采用。
7.盡量不要提測定強度,因為管距不準,波速測值有誤差,相關曲線也沒有。


六、低應變測樁的波速、超聲測試波速、應力波波速
超聲測試是體波,邊界條件是被測試體的橫截面尺寸〉〉波長。超聲測試中波速為10cm左右。縱波波速 VP=
。
低應變測樁是聲波在桿件中傳播,邊界條件是橫截面尺寸〈〈波長。此時波長為10多m。縱波波速 V0=
,比超聲測試的波速小許多。
以桿件中的波速按超聲測試的f—v關系推算強度是不對的。
塊體(半無限大)中應力波波速與超聲測試的波速關系大致為:
V應=(0.9~0.95)V超 。應力波速度略低與應力波頻率低有關。