混凝土内部缺陷测试技术.doc

混凝土材料及结构综合检测技术方案

混凝土内部缺陷测试技术

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升拓检测技术文库-W-混凝土-Ⅳ
目录
1 概述 1
2 基本原理 2
3 模型验证（西南交大轨道实验室） 5
4 模型验证（云南航天检测股份） 6
5 特点和适用范围 8

1 概述
由于浇筑不密实等原因，会造成混凝土内部产生蜂窝、空洞等浇筑不密实的状况。为此，我们开发了基于冲击弹性波的：
1） 弹性波雷达扫描技术（EWR）
2） 弹性波计算机层析扫描技术（CT）
3） 3维图形切片（3DS）以及相应的快速可视化技术（QPG）。

混凝土多功能无损测试仪SCE-MATS-S
2 基本原理
1） 弹性波雷达扫描技术（EWR）
如下图所示，沿测试对象表面连续激发弹性波信号，信号在遇到空洞等疏松介质时会产生反射。通过抽取该反射信号并进行相应的图像处理，即可识别结构的内部缺陷。
其基本原理与结构尺寸的测试相同，分为单一反射法和重复反射法。

单一反射法的概念（波形表示）

弹性波雷达波形（单一反射、彩色等值线图/浓淡图）
梁底位置
缺陷位置
变截面位置

弹性波雷达波形（重复反射、彩色等值线图标准模式）
2） 弹性波计算机层析扫描技术（CT）
在医疗领域中，CT（Computer Tomography）是非常有效的无损检测技术。我们开发的弹性波CT的原理与医疗CT基本相同，但所用的媒介是弹性波的波速而不是X光的衰减（吸收）。

弹性波CT的基本原理
3） 3维图形切片技术（3GS）
3维图形切片技术3DS（3D Slice）是弹性波雷达（EWR）的一个延伸，即在反射信号中，通过对各个时间断面信号的提取和合成，从而可以获取某一区域内各个深度的缺陷信息。例如，对如下测试对象，

3GS测试对象及测试波形一览

0.15、0.20、0.30m切片图形（暖色区域为反射区）

0.40、0.50、0.60m切片图形（暖色区域为反射区）
4） 快速成像技术（QPG）
测试方法与3DS相同，测试的结果可以快速形成平面图像。
3 模型验证（西南交大轨道实验室）
1） 弹性波雷达扫描技术（EWR）验证
测试对象为板式无碴道床，厚度为0.2m，内部钢筋较密，设计强度为C60；道床下部材料为树脂砂浆，设计厚度为0.03m；并在其内部的相关位置设置了缺陷，用泡沫填充。树脂砂浆的下部为房屋的地板。
如下图所示，测试结果与预埋状况完全一致。
缺陷

试验场景 EWR扫描等值线图
2） 弹性波CT验证

验证用模型（中间为一软弱层）

测线网格 结果（分辨出中间的软弱层）
4 模型验证（云南航天检测股份）
测试对象该试验梁设计尺寸为10.0m*0.4m*0.9m（长*宽*高），设计强度为C50。内部固定有不同大小的人工设计缺陷。同时试验梁内部布置有4根外径为70mm的SBG塑料波纹管，波纹管内部有5束预应力钢绞线。

试验场景
本次对缺陷测试代表部位位置、测点布置及测点间距请参考图4-3-7。
测试结果以及等效波速的快速成像图、EWR扫描图分别如图4-3-9、4-3-10。

内部缺陷测点布置图（B）
空管
缺陷
缺陷
缺陷
8m 7.6m 7.2m 6.8m 6.4m 6m

B侧等效波速法测试结果
空管
缺陷

B侧缺陷对应等值线图10（EWR-77）
5 特点和适用范围
1） 测试精度高：根据大量的验证试验的结果，本设备测试的结果满足工程的要求；
2） 丰富的图形处理功能，直观性好；
3） 测试效率较高；
本设备在各类水利、交通、航运、铁道、建筑以及港湾等各类土木工程中均可适用；