超聲波樁基檢測

超聲波法基樁檢測的常用方法之一公路工程基樁檢測的規(guī)定：

（JTJ/TF81-01-2004）

1、公路工程基樁應(yīng)進行100％的完整性檢測，各種方法的選定應(yīng)具有代表性和滿足工程檢測的特定要求；

2、重要工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測管，檢測的樁數(shù)不應(yīng)少于50％；

3、高應(yīng)變動測法的抽檢率可由工程設(shè)計或監(jiān)理單位酌情決定，但不宜少于相近條件下總樁數(shù)的5％且不少于５根。

超聲波法：

是在樁身預(yù)埋一定數(shù)量的聲測管，通過水的耦合，超聲波從一根聲測管中發(fā)射，在另一根聲測管中接收，或單孔中發(fā)射，可以測出被測混凝土介質(zhì)的參數(shù)。由于超聲波在混凝土中遇到缺陷時會波產(chǎn)生繞射、反射和折射，因而達到接收換能器時，根據(jù)聲時、波幅及主頻等特征參數(shù)的變化來判別樁身的完整性。鑒于目前公路橋梁工程大量使用大直徑樁和超長樁，該方法將越來越多的使用在基樁的檢測中。分四個部分講解：聲學(xué)理論檢測技術(shù)測試方法工程實例第一部分聲學(xué)理論聲學(xué)基礎(chǔ)聲波在介質(zhì)中的傳播速度聲波在介質(zhì)界面上的反射與透射聲波在傳播過程中的衰減混凝土中的聲波特性一、聲學(xué)基礎(chǔ)

1、波動波動是物質(zhì)的一種運動形式，波動可分為兩大類：一類是機械波，它由于機械振動在彈性介質(zhì)中引起的波動過程，例如；水波、聲波、超聲波等；另一類是電磁波，它是由于電磁振蕩所產(chǎn)生的變化電場和變化磁場在空間的轉(zhuǎn)播過程，例如無線電波、紅外線、紫外線、可見光、雷達波等。聲波:是彈性介質(zhì)的機械波。人們所能聽到聲波頻率范圍是20～20KHz，即可聞聲波。當(dāng)聲波頻率超過20～20KHz時，人耳就聽不到了，這種聲波就叫超聲波，其頻率范圍是20K～100MHz；當(dāng)頻率低于20Hz的叫

次聲波，人耳也聽不到。各種聲波的頻率范圍見下表。各種聲波的頻率范圍（Hz）

次聲波可聞聲波超聲波特超聲波0～2020～20K20K～100M＞100M

在混凝土中超聲檢測使用的頻率一般在20KHz～200KHz范圍內(nèi)。2、諧振動物體在一定位置附近作來回重復(fù)運動稱為振動，例如擺的運動、汽缸中活塞的運動、彈簧振子的運動等，這些是可以直接看到的振動。又例如一切發(fā)聲體的運動、在高頻電壓激勵下壓電晶體的運動，這些是不易或不能直接看到的振動。

相互間由彈性力聯(lián)系著的質(zhì)點所組成的物質(zhì)，稱為彈性介質(zhì)。需要進行超聲檢驗的大量固體構(gòu)件都是彈性介質(zhì)。彈性介質(zhì)是由相互間用小彈簧聯(lián)系著的質(zhì)點所組成。如圖1-1所示。若這種介質(zhì)中任何一個質(zhì)點離開了平衡位置，則會產(chǎn)生使它恢復(fù)到平衡位置的力，這就是彈性力。圖1-1彈性介質(zhì)模型圖1-2彈簧振子的振動

1-質(zhì)點：2-小彈簧

進一步來說明諧振動

可以用彈簧振子來說明諧振動。如圖1-2所示，彈簧左端固定，右端系一物體。為使討論較為簡單，設(shè)彈簧振子穿在光滑的水平玻璃棒上，以避免重力對運動的影響。設(shè)物體在位置0時，彈簧作用在物體上的力是零。這個位置就是物體的平衡位置，若把物體向右移動到位置B，這時彈簧被拉長，相應(yīng)地有指向左方即向平衡位置的彈性力作用在物體上，使物體返回平衡位置。當(dāng)物體回到平衡位置時，彈簧的彈力等于零，但物體在返回時獲得了速度，由于慣性，它將繼續(xù)向左移動。當(dāng)物體在平衡位置左邊時，彈簧被壓縮，物體所受彈性力是指向右方，即平衡位置。這時彈性力作用是阻礙物體運動，直至物體停止在位置C。在這以后，物體在彈性力的作用下向右移動，情況和上述向左移動相似。這樣，在彈簧的彈性力作用下，物體在平衡位置的左右作重復(fù)運動，即振動。

取平衡位置0為X軸的原點，并設(shè)X軸的正向向右根據(jù)胡克定律，物體所受的彈性力F與物體位移x（即彈簧的變形量）的關(guān)系為：

F=-kx(1.1)式中：k——彈簧的彈性系數(shù)；-——力和位移的方向相反。設(shè)物體的質(zhì)量為m根據(jù)牛頓第二定律（），它的速度為：

(1.2)因為k和質(zhì)量m都是常數(shù)，所以它們的比值可以用一恒量F表示,即：

(1.3)式中：ω——角頻率或圓頻率。代入上式，得：

a=-ω2x

(1.4)從上式看出，上述振動的特征是：物體的加速度和位移成正比且方向相反，這種振動稱為諧振動。物體在彈性力作用下發(fā)生的運動是諧振動。諧振動是最簡單最基本的振動。任何復(fù)雜振動都是由許多不同頻率的諧振動所合成的。因為=,又得：+ω2x=0(1.5)根據(jù)微分方程理論，上式的解為：

x=Acos(ωt+)(1.6)式中

A,——兩個恒量；

A——振幅，它是質(zhì)點離開平衡位置的最大位移；t+——振動的相位。這是諧振動中位移x和時間t的關(guān)系式，稱為諧振動的運動方程式，簡稱諧振動方程式。

3、波的產(chǎn)生與傳播在彈性介質(zhì)中，任何一個質(zhì)點機械振動時，因為這個質(zhì)點與其鄰近的質(zhì)點間有相互作用的彈性力聯(lián)系著，所以它的振動將傳遞給與之相鄰近的質(zhì)點，使鄰近的質(zhì)點也同樣地發(fā)生振動，然后振動又傳給下一個質(zhì)點，依次類推。這樣，振動就由近及遠向各個方向以一定速度傳播出去，從而形成了機械波。從上述可知，機械波的產(chǎn)生，首先要有做機械振動的波（聲）源，其次要有傳播這種機械振動的介質(zhì)。例如，把石子投入平靜的水中，在水面上可以看到一圈圈向外擴展的水波。再舉二個實例

彈性橫波：手握繩子一端上下振動，可以看到如圖

1-3的波向前傳播的過程，這就是彈性橫

波。

彈性縱波：用手迅速而有節(jié)奏地推拉彈簧的一端，

可以看到如圖1-4彈簧上有部分密集，部

分稀疏，部份疏密相間，且這種疏密相間

的狀態(tài)沿著彈簧向前傳播，這就是彈性縱

波。圖3.1-3繩子上的橫波圖3.1-4彈簧上的縱波4、波的種類波的種類是根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向的關(guān)系來區(qū)分的。它主要分為縱波、橫波、表面波等。(1)縱波：介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向一致，這種波稱為縱波，例如空氣、水中傳播的聲波就是縱波，如圖1-5所示?？v波又常稱“P”波。縱波的傳播是依靠介質(zhì)時疏時密（即時而拉伸，時而壓縮）使介質(zhì)的容積發(fā)生變形引起壓強的變化而傳播的，因此和介質(zhì)的容變彈性有關(guān)。任何彈性介質(zhì)（固體、液體、氣體）在容積變化時都能產(chǎn)生彈性力，所以縱波可以在任何固體、液體、氣體中傳播。

圖1-5縱波

(2)橫波：介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直，這

種波稱為橫波，例如繃緊的繩子上傳播的波就是橫波，

如圖1-6所示。橫波又常稱“S”波。

橫波的傳播是使介質(zhì)產(chǎn)生剪切變形時引起的剪切應(yīng)

力變化而傳播的，因此和介質(zhì)的切變彈性有關(guān)。由于液

體、氣體無一定形狀，當(dāng)它們的形狀發(fā)生變化時，不產(chǎn)

生切變應(yīng)力，所以液體、氣體不能傳播橫波，只有固體

才能傳播橫波。在氣體、液體中只有縱波存在。

圖1-強6橫波（3）蓮表面波抖：固體介熱質(zhì)表面弦受到交端替變化輸?shù)谋砻尜|(zhì)張力，賺使介質(zhì)峽表面的椅質(zhì)點發(fā)廣生相應(yīng)屈的縱向歉振動和慨橫向振霜動，結(jié)席果使質(zhì)點作這字兩種振動尿的合成振蘿動，即繞其平衡挽位置作橢先圓振動。橢圓繳振動又舟作用于叼相鄰的躬質(zhì)點而促在介質(zhì)商表面?zhèn)鞣莶ィ@仔種波稱表面波，常以“R窩”表示。圖1-7朗為表面波汁傳播示意霸圖。圖中寬示出了瞬預(yù)時的質(zhì)點飲位移狀態(tài)畝。右側(cè)的雙橢圓表示諒質(zhì)點振動退的軌跡。闊由圖可知遭，質(zhì)點只硬在xy平面內(nèi)損作橢圓肅振動而邁波在體盞表面（xz平面）沿隙x方向傳抹播。振動想的長軸垂圾直于波的梯傳播方向兼，短軸平牢行于波的路傳播方向址。表面波褲傳播時，象質(zhì)點振動釋的振幅隨至深度的增女加而迅速伐減小。當(dāng)移深度等于凳2倍的波框長時，振慨幅已經(jīng)很算小了，因歉此，表面喚波多用于跳探測構(gòu)件表面的情況垮。圖1-棗7表甩面波表面波只苗能在固體中傳播謎。5、波的泄形式波的形式半是根據(jù)波示陣面的形輛狀來劃分因的。如圖格1-8所房誠示，聲源規(guī)在無限大坦且各向同搖性的介質(zhì)于中振動時賢，振動向役各方面?zhèn)髻J播。傳播遮的方向稱場為波線；在某仙一時刻鄭振動所貢傳到各僅點的軌言跡稱為波前；介質(zhì)中酒振動相應(yīng)幅相同的所旬有質(zhì)點的殘軌跡稱為波陣面。在任扣一確定槍的時刻棒，波前棍的位置挪總是確刺定的，恒只有一嚼個波前圣，而波存陣面的里數(shù)目則觸是任意飽多的。圖1-8尊波線籮、波前、肌波陣面（a）界平面波法；（b搶）球面俱波；（掙c）柱挪面波1-波晨線；2肝-波前咸；3-善波陣面按波陣鋸面的形童狀可以貧把波分柄成平面波、煮球面波和灰柱面波。（1）平面波天：波陣面猴為平面毫的波稱誕為平面除波，其衣振源是嶺一個作盲諧振動眠的無限位大的平撲面。另畜外，從逗無窮遠睡的點狀載聲源（硬點源）滔傳來的六波，其闖波陣面勞可視為擱平面，槐也可稱顏為平面易波。（2）球面波刑：波振面為查球面的波語稱為球面炊波，其振揚源是一個棚點狀聲源家。（3）柱面波菜：波陣面償為同軸欲圓柱面證的波稱羨為柱面卵波，其民振源是邀一無限投長的直粗柱形。6、波動潛方程用數(shù)學(xué)癥方程式希來描述庸一個前堡進中的床波動，慢即描述介質(zhì)中某咸質(zhì)點相對勝于平衡位川置的位移壟隨時間的兩變化，該襖數(shù)學(xué)方程吳式為波動幻玉方程。由于諧振染動是最簡賓單的振動漫，所以由輕它產(chǎn)生的致余弦波是竊最簡單、色最基本的睛波。因此驚，先討論膀余弦振動希在均勻介奸質(zhì)中傳播粒過程所形財成的余弦波波蒙動方程。如1-夾9所示間，設(shè)一鉤平面余耗弦波在歲無吸收傍的無限終均勻介割質(zhì)中沿x軸的正向班傳播，波球速為υ0、設(shè)0種為波線與上任意精一點，抖并取其繳為坐標(biāo)重原點y軸為振遠動位移辛，若0串點處質(zhì)察點作諧癢振動，獅從（1姐.6）塊式可知傅，其振六動方程鑄為：(1.盲7)式中：A粗—振幅；—角頻率遞；y0—質(zhì)點在攤時間t時離開平賓衡位置的殘位移。圖1-9荷波動壇方程推導(dǎo)若是橫娃波，則蔽位移方飲向與X案軸垂直思；如是砍縱波，匹則位移抽方向沿陜著X軸撓。設(shè)B幼為波線瘋上另一賓任意點與，離開康原0的們距離為x。因為振辛動從0點后傳播到B眨點需要的鳥時間為x/ν，所以纏B點處枕質(zhì)點在拖時間t的位置等秩于0點處恐質(zhì)點在時教間(t-x邁／ν)的位子移，即（1.8頂）(1．茂8)式御表示，稅在波線付上任意排一點（笨距原點霞距離為x）處的迫質(zhì)點在孟任一瞬井時的位蟻移，即垮沿x軸方向院前進的和平面余悄弦的波近動方程魂。波在一個殿周期T內(nèi)（或者巾說質(zhì)點完款成一次振逮動）所傳途播的路程鞋為波長，鹿用表示。根據(jù)周期另和波速的川定義，三管者關(guān)系為胃：=νT(1.磚9)因為周期寺T與頻率跡f互為倒縮慧數(shù)，所以暫(4.1膏.9)式強也可寫為漆：(1.詢10)這是波昨速、波惑長、頻湊率間的妻基本關(guān)丹系。不同類肉型的波拳在傳播牌過程中因速度各撒不相同默，且其泉聲速還煌取決于尋固體介蘿質(zhì)的性住質(zhì)（密深度、彈悟性模量仆、泊松烤比），姓所以聲挽速是表屬征介質(zhì)必聲學(xué)特煮性的一際個參數(shù)扛。另外雨，聲通邀的大小浙還與固憶體介質(zhì)起的邊界耽條件有狗關(guān)。二、聲波隱在介質(zhì)中畜的傳播速浪度1、縱議波聲速在無限什大固體肥介質(zhì)中烘?zhèn)鞑サ牡炭v波聲盯速：(1.主11)式中：E——楊殊氏彈性填模量；γ——泊暖松比；ρ——密度盆。在有限舅固體介名質(zhì)中傳氧播時，霞則形成洽制導(dǎo)波植，其速猾度變小啞。2、橫賊波聲速在無限弄大固體武介質(zhì)中乳傳播的扛橫波聲析速：叛(1作.12教)式中：G——切變非彈性模量濁。3、材像料的彈撲性參數(shù)燃與聲速字值下表列出億了部分材鑰料的彈性參傭數(shù)與聲速值。部分材患料的彈茫性參數(shù)濤、聲速救和特性升阻抗表3.1云-2通過對固在體介質(zhì)聲寄速的討論糧可以看出佳：通過對災(zāi)固體介窮質(zhì)聲速奔的討論眉可以看窗出：（1）軌介質(zhì)的悅彈性性遷能愈強歲即E或G愈大，密紡度ρ愈小，則灑聲速愈應(yīng)高。（2）把指（1.1別1）、（豈1.12擱）兩式相糧除，得到訴縱、橫波速度之蔥比：(1.跑13)對于一般籃固體介質(zhì)拒λ大約在底0.33織左右，故νp／νs≈2?；靵喣恋牟磳捤杀冉橛谟?.20鍛、0.3慌0之間，寨因此νp／νs介于1和.63條～1.禾87之掀間，即在混凝土稻中，縱波兩速度為橫波薦速度的1性.63～兔1.87列倍。聲波在無蜜限大介質(zhì)羨中傳播只熟是在理論外上成立。送實際上任暑何介質(zhì)總藥有一個邊慢界。當(dāng)聲借波在傳播飾中從一種追介質(zhì)到達耗另一種介亭質(zhì)時，在毀兩種介質(zhì)倚的分界面況上，一部麗分聲波被慌反射，仍被然回到原貌來介質(zhì)中測，稱為反射波；另一狼部分聲門波則透帖過界面酷進入另管一種介鑼質(zhì)中繼左續(xù)傳播劈燕，稱為折射波（透射退波）。友聲波透澇過界面句時，其魯方向、載強度、嘆波型均未產(chǎn)生變淡化。這安種變化旗取決于壞兩種介藍質(zhì)的特性阻厚抗和入射波肌的方向?，F(xiàn)分垂直入射和傾斜入射兩種情況界來討論。三、聲波跪在介質(zhì)界麻面的反射烤與透射1、垂衛(wèi)直入射（1）管單一的統(tǒng)平面界控面當(dāng)平面波誕垂直入射系到一個光閑滑平面界較面時，將摔產(chǎn)生一個與入射波售方向相反雁的反射波和一個與入射陶波方向像相同的沖透射波（圖1-顛10）。仇這是波入競射到界面定上時最簡縮慧單的情況至。先討論入射波、反射波和透射波逆聲壓之間的關(guān)重系。在界面上奶，用反射督波聲壓pr與入射叛波聲壓p0的比值炭表示聲壓反添射率R，即：(1.奮14)用透射協(xié)波聲壓Pd與入射仁波聲壓p0的比值表嗎示聲壓透射率D歪即：(1.1蒸5)界面兩惱側(cè)兩種效介質(zhì)的某特性阻居抗分別廚為Z1和Z2。（2）異扇質(zhì)薄層的演反射與透右射當(dāng)聲波在齊一種介質(zhì)挑中傳播時嗚，有時會誘遇到第二葛層介質(zhì)的疲薄層，如雀混凝土裂斜縫就是這程種情況。叼這種情況嗚下將產(chǎn)生壇多次反射棕與透射，誕情況要更暖復(fù)雜一些臥。2、傾攏斜入射當(dāng)聲波耍在一種迷介質(zhì)中根傾斜入戒射到另鞋一介質(zhì)啞界面時席，將產(chǎn)頸生方向、角度及波形的變化。突和光的傳挽播類似，訊聲波在界祖面上方向久和角度的彼變化服從反射定樸律和折射定律，如圖1禮-11。反射定房誠律：入射角（i）的正疼弦與反極射角（β）輪的盟正弦之滑比等于輕入射波液與反射榜波速度耗之比。惰由守于毀入射波屠與反射嬌波在同迫一介質(zhì)朗中，其嚼速度相坐等，秤所螺以入射舊角等于吳反射角仍（i=β）。折射定律落：入射角（i）的正弦崗與折射角泳（θ）旱的正弦之哀比等于入守射波與折裕射波速度棕之比，即打：嚷(1雄.16）圖1-胳11爪流體貨界面上種聲波的惑反射與塑折射戲圖1染-12鵝固修體界面付上聲波森的反射饑與折射以上情開況可以臭在流體譯（氣體猾、液體跪）的分嫌界面看等到。在馬這種情較況下，貢介質(zhì)中啟只有單匠一的波用-縱波兵出現(xiàn)。在固體慰介質(zhì)分桑界面的召情況則窩復(fù)雜一鑼些。當(dāng)愚一種波顛（例如偽縱波）涼入射到隊固體分割界面時合，不僅海波方向悉發(fā)生變考化且波靠型也發(fā)撞生變化始，分離按為反射縱波推、反射橫位波，折射督縱波和折射橫稱波。各類波的懇傳播方向桂（即反射角與折射角）各不潑相同，悶如圖1闊-12色所示。各種類型搭波的傳播向方向的變指化亦符合梯幾何光學(xué)絞中的反射定虜律和折射定賊律。其數(shù)摔學(xué)表達介式如下棕：(1.1充7)ν1p,ν2p——縱和波在第后一、二診介質(zhì)中芝的傳播洞速度；ip,βp，θp——縱卵波入射扁角、反亡射角、獨折射角里；βS，θS——橫資波反射岔角、折粗射角。增大入射拖波的入射角，則折林射波的折射角亦隨之增疾大。如果丈入射波是肅縱波，且ν1p<ν2p則由（1泰.15）掌式可知，θp>ip,即折射救角大于入會射角。當(dāng)ip增大，θp也增大，謊當(dāng)θp＝90°屬時，此時抗的入射角宵叫第一臨貿(mào)界角，用符高號i1；表示。奏顯然，當(dāng)著入射角大本于第一臨斥界角時，總第二種介絕質(zhì)中只有豈折射橫波馳存在，如隨圖1-1少3。這是洪一種獲得狗橫波的方膀法。第一臨原界角擋(1邪.18砌)當(dāng)θ=90°漏時，此時糕的入射角豎叫第二臨拼界角，用符貨號i2表示，轟如圖1申-14鼓。第二臨界揉角形(三1.19埋)圖1-洲13砍第一臨貝界角究圖1-相14行第二任臨界角聲波在總介質(zhì)中三傳播過茄程中其振幅將隨傳播距離的增大這而逐漸劣減小的代現(xiàn)象為衰減。聲波衰箏減的大小漂及其變化姿不僅取決以于所使用鉆的超聲頻融率及傳屈播距離，也取決逼于被檢測裁材料的內(nèi)部結(jié)搭構(gòu)及性能。因此研勸究聲波在拔介質(zhì)中的內(nèi)衰減情況敗將有助于斑探測介質(zhì)輛的內(nèi)部結(jié)序構(gòu)及性能搖。四、聲氧波在傳邁播過程各中的衰叛減固體材酒料中聲波衰減主要有以脊下幾個方喬面的原因絕：（1）掩吸收衰宜減：聲波在靜固體介跟質(zhì)中傳踩播時，咳由于介貍質(zhì)的粘早滯性而袋造成質(zhì)兇點之間窩的內(nèi)摩擦，從而使虧一部分聲能轉(zhuǎn)變隆為熱能。（2）散榴射衰減：當(dāng)介質(zhì)中鴨存在顆粒狀結(jié)先構(gòu)（如固頑體介質(zhì)障中的顆煩粒、缺妨陷、摻捧雜物等砌）而導(dǎo)禍致聲波江能量的陰衰減。芝如在混尊凝土中開一方面疼其中的公粗骨料控構(gòu)成許島多聲學(xué)鑰界面，剃使聲波圖在這些笛界面上足產(chǎn)生多富次反射拾、折射捧和波型祖轉(zhuǎn)換；常另一方川面微小埋顆粒在老超聲波轟的作用劇下產(chǎn)生輸新的震接源，向賊四周發(fā)肯射聲波劈燕，使聲且波能量擱的擴散跨到達最牛大。（3）艙擴散衰膽減：聲波發(fā)毫射器發(fā)盒出的超亦聲波束包都有一貫定的擴散角。波束窮的擴散己，導(dǎo)致研能量的負逐漸分晴散，從厲而使單扶位面積另的能量襲隨傳播窯距離的漁增加而攪減弱。致密、強大度高的混凝君土聲衰冊減系數(shù)方小，相碑對接收教波幅大匙；強度低或存在缺陷混凝土衰奴減系數(shù)大中，相對接休收波幅小設(shè)。當(dāng)混凝烤土質(zhì)量差或存在缺陷時接收到超的聲信號斗中高頻已損失，頻率變督低。五、混凝趙土中的聲言波特性聲學(xué)原德理中所禁討論的掏聲波指杏的都是丑連續(xù)的余弦波，而實際葵上超聲儀桌發(fā)射換能摧器所發(fā)射計的超聲波甜卻是脈沖超聲鉗波。脈沖超聲牧波有以下特哨點：（1）父重復(fù)間枝斷發(fā)射棉。發(fā)射換霉能器發(fā)妥出的超也聲波不污是連續(xù)怎不斷的始，而是寫以一定甲重復(fù)頻罰率（1儲00H漲z或5燦0Hz擔(dān)）間斷孤地發(fā)射迎出一組返組超聲忙脈沖波圾，如圖腎1-1脆5所示桌。這就顏是所謂超聲脈陰沖波。歌雖然飲脈沖波與羅連續(xù)波不皆一樣，但泛是前面所轟推導(dǎo)的單插一界面的勵反射率和漆透射率公旁式仍然能乞適用。至六于異質(zhì)薄建層的反射犬率和透射繭率的公式喜只有在異航質(zhì)薄層相乒對于脈沖窄寬度很窄筐時（例如島裂縫），筑脈沖波相具當(dāng)于連續(xù)裁波時，該架式才適用縮慧。（2）家脈沖超掌聲波不建具有單抄一頻率柏而是所挑謂復(fù)頻炕波。也就是陳說，這聲一組超倚聲波由耍許多不絲式同頻率盞的余弦壓波組成虎。當(dāng)然宴，它也冰有其固爛有的主株頻率，慰這就是供換能器多上的標(biāo)溫稱頻率。這種復(fù)頻超踐聲波在有頻散銜現(xiàn)象的介泡質(zhì)中傳播槍時，各種妨頻率成分鐵的波將以斬不同速度郊傳播，這拿就使得脈斗沖波形將飲隨傳播距濃離的增大攏而發(fā)生畸彎，變成題如圖1萌-16劃所示，繁脈沖開旅始部分協(xié)的頻率悶比后面燦部分要店高，后罩面愈來律愈平坦維變寬。圖1-1圣5超聲脈槍沖波獲圖1-結(jié)16脈沖除傳播過程隸中的畸變由于聲虜波的衰記減與頻滔率有關(guān)摩，頻率滋越高衰襯減越大憲，因此撒在脈沖除超聲波珍傳播時喚由于衰拾減將引禮起主頻洲率向低疑步側(cè)的稍漂移，回即所謂頻漂。第二部農(nóng)分荒檢測技辨術(shù)超聲波檢融測混凝土箱缺陷的基粥本原理超聲波掌檢測混錫凝土灌省注樁完賤整性方綠法的適裳用范圍超聲波脈檢測儀悲器與設(shè)排備采用超者聲脈沖旁檢測混副凝土缺煮陷的基魄本依據(jù)秘是，利陸用脈沖煙波在技史術(shù)條件港相同（頑指混凝瓣土的原萄材料、糠配合比原、齡期沙和測試代距離一惑致）的幣混凝土透中傳播的時間（或速度）、接收昨波的振幅和頻率等聲學(xué)您參數(shù)的辮相對變憂化來判億定混凝土的訓(xùn)缺陷。一、超聲縮慧波法檢測卷混凝土缺唱陷的基本剛原理超聲脈灣沖波在傭混凝土販中傳播狀速度的葉快慢，將與混凝業(yè)土的密實度有直接關(guān)莊系，對于趟原材料、和配合比、央齡期及測崖試距離一舌定的混凝渠土來說，聲速高則段混凝土密安實，相反積則混凝快土不密需實。當(dāng)悉有空洞或裂站縫存在時保，便破隸壞了混血凝土的登整體性作，超聲位脈沖波恰只能繞過空洞或裂損縫傳播到蘆接收換能朋器，因此誦傳播的路程增左大，測得的聲時必然偏長或聲速降低。另外涉，由于透空氣的漸聲阻抗貞率遠小蜻于混凝這土的聲抽阻抗率近，脈沖逃波在混旬凝土中憂傳播時區(qū)，遇到蜂窩、留空洞或裂縫等缺陷宗，便在側(cè)缺陷界鑰面發(fā)生反射和散射，聲能工被衰減跑，其中銜頻率較寇高的成健分衰減讀更快，花因此接悔收信號挖的波幅明顯降低羽，頻率明顯減小認或頻率譜感中高頻成筆分明顯減倡少。再者倉經(jīng)過缺陷爽反射或繞劃過缺陷傳斗播的脈沖莊波信號與驅(qū)直達波信特號之間存析在聲程和缺相位差，望疊加后互霉相干擾，耐致使接收盞信號的波槽形發(fā)生畸變。根據(jù)上述幸原理，可瀉以利用混稻凝土聲學(xué)參數(shù)蠢測量值和相對變映化綜合分設(shè)析，判蜘別其缺刷陷的位置和范圍，或估屬算缺陷骨的尺寸。二、超聲咽波檢測混緣瑞凝土灌注挑樁完整性睬方法的皺適用范獨圍基樁聲緩波透射犁法是一種檢東測混凝土灌注樁完斑整性的有效手農(nóng)段，它是柔利用聲波的球透射原管理對樁身混嫩凝土介質(zhì)狀萍況進行檢測勵，因此僅撤適用于在吩灌注成型沃過程中已睡經(jīng)埋了兩根或源兩根以贊上聲測縱管的基樁。在樁身預(yù)皺埋一定數(shù)百量的聲測管，通過水的耦燙合，超聲波兇從一根聲怒測管中發(fā)射，在另一導(dǎo)根聲測管求中接收，或單漁孔中發(fā)體射并接微收，可曬以測出狂被測混哨凝土介樂質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)。由于超烘聲波在混擦凝土中遇損到缺陷時籍會產(chǎn)生繞射、反潔射和折射，因而到采達接收換紙能器的聲時、辭波幅及主頻發(fā)生改變共。超聲波批法就是利嘗用這些聲揉波特征參余數(shù)來判別樁身的完碑整性。對跨孔透當(dāng)射法，當(dāng)樁徑倒較小時，圣聲測管間脂距也較小塞，其測試誤擠差相對較威大，同匙時預(yù)埋且聲測管鐮可能引阻起附加勺的灌注扎樁施工質(zhì)量問題。因疲此，超聲蹄波檢測方石法適用于牧檢測直徑不小席于800晌mm的混凝土誓灌注樁的清完整性，丸它包括跨孔透勒射法和單孔折瘋射法。單孔折授射波法是撤根據(jù)上部趴結(jié)構(gòu)對基果樁的質(zhì)量予要求，檢苦測鉆芯孔免孔壁周歉圍的混凝土錄質(zhì)量。用超聲魔波法檢鄰測鉆孔鉆灌注樁張完整性垮的優(yōu)點崇在于結(jié)果準(zhǔn)窮確可靠硬，不受趁樁長、哈樁徑限領(lǐng)制，無告盲區(qū)（聲測管燦范圍內(nèi)都土可檢測）若，可測樁獸頂?shù)蛷婇w區(qū)和樁底沉渣蠶厚度，樁粥頂不露出那地面即可檢測聾，方便施究工，也可粗略估測扛混凝土強叔度。1、超劉聲波儀超聲波儀嗚是混凝土遺灌注樁缺總陷檢測的此基本裝置孫。它的作家用是產(chǎn)生重復(fù)惹的電脈沖節(jié)并激勵發(fā)再射換能器。發(fā)射換喊能器發(fā)射腰的超聲波丙經(jīng)耦合進設(shè)入混凝土喪，在混凝核土中傳播開后被接收棗換能器接睛收并轉(zhuǎn)換鑒為電信號雅，電信號懂送至超聲竄儀，經(jīng)放戒大后顯示輕在示波屏饞上。自6協(xié)0年代開答始生產(chǎn)第星一代電子究管超聲儀姜至今已發(fā)糖展為第四訴代智能數(shù)蒼字式超聲雄儀，見下銷表：三、超聲長波檢測儀卻器與設(shè)備超聲波呈儀的發(fā)黃展概況超聲波瓜儀的發(fā)眨展概況表3.2卡-1超聲波儀惰的發(fā)展概勤況表3.匯2-1超聲檢測納系統(tǒng)應(yīng)包害括三大部碑分：即接收信眠號放大粘器，數(shù)牧據(jù)采集富及處理更存儲器和徑向振動踩換能器等。為了攪提高現(xiàn)場虹檢測及室絨內(nèi)數(shù)據(jù)處獄理的工作焦效率，保擴證檢測結(jié)遮果的準(zhǔn)確凝性和科學(xué)田性，聲波遷測試儀器解必須具有實時顯示擾波形、分神析功能及一發(fā)雙收度等功能。聲波發(fā)藍射應(yīng)采用旨高壓階躍殖脈沖或矩估形脈沖，運其電壓最杯大值不應(yīng)甩小于10桐00V，且分金檔可調(diào)眾。數(shù)字貴式超聲嚼波儀的運基本工純作原理理框圖見沈圖2-虜1所示偵。圖2-1擋數(shù)字炒式超聲儀璃的基本原鼓理超聲波循儀除了產(chǎn)生、接奧收、顯示超聲波辯外，還辣必須量墊測超聲哲波的有闖關(guān)參數(shù)藝，如聲傳播共時間、割接收波棋振幅、警頻率等。其接脖收放大器雁與數(shù)據(jù)采泛集器的主順要技術(shù)指登標(biāo)要求如果下：(1)就儀器接想收放大坦器頻率巴響應(yīng)范應(yīng)圍（頻漆帶）應(yīng)殖有足夠?qū)挾?，一般為?～20租0kHz，其下限起不宜降低定，否則不皂利于濾去糠因換能器嗽絕緣性能掃降低而產(chǎn)控生的低頻交信號，造倉成自動判掙讀時丟波糞和錯判現(xiàn)姨象。增益臭不應(yīng)小于通100dB，放大柔器的噪浸聲有效用值不大由于2μs，波幅測惑量范圍不瞇小于8你0dB，測量誤雁差小于1dB。(2)境為滿敬足最大靜測距的對要求，獸儀器的績計時顯更示范圍巨應(yīng)大于舌200看0μs，保證系有足夠也的掃描瘋延遲時言間及聲照時顯示拳位數(shù)，澆并應(yīng)具曬有良好呼的穩(wěn)定才性，聲蠟時顯示甘調(diào)節(jié)在附20～清30μs范圍內(nèi)籌，2小插時內(nèi)聲柿?xí)r顯示擇的漂移擋應(yīng)不大叉于±0躬.2μs，且不允職許發(fā)生間達隔跳動。(3)儀器應(yīng)有慌較好的接膚收靈敏度幅（即對微態(tài)弱信號的敲接收分辨商能力）。低一般要求凍接收靈敏疼度≤50μν，該參素數(shù)取決焦于儀器蚊的放大兔能力和號信噪比輛水平，容提高靈吐敏度可呆以加大粗穿透距盛離，提淺高對微使弱信號晶的識別建能力。副為滿足盈混凝土捐試件聲歉速測量背精度的槐要求，膊測時最蔽小分辨蟻度為0元.5μν，計時嬸誤差不脫大于2橋％。(4)座采集器模卸數(shù)轉(zhuǎn)換精虛度不應(yīng)低掃于8bit，采樣頻厲率不應(yīng)小瘡于10MHz，最大采滲樣長度不號應(yīng)小于3擱2kB。(5)轉(zhuǎn)儀器宜具歷有示波屏蛇顯示波形適和游標(biāo)測匯讀功能，允以便較準(zhǔn)紛確的測讀淺聲時、振族幅及頻率捐等參數(shù)。若泊采用整形喪自動測讀俗時，檢測富混凝土測乞距不宜超叼過lm（毅以軟件判渣別方法自回動測讀的瓶智能超聲出儀除外）斗。(6)競為了梢提高現(xiàn)偏場測試鵝效率，耕儀器應(yīng)猜有自動缸測讀、楊信號采錘集、存糟儲和處窮理系統(tǒng)促，適于身一般現(xiàn)言場測試牧情況下虎的溫度誤、電源荒變化條達件。常用換能氧器按波型遞不同分為縱波換淹能器與橫波換能濱器，分別用旺于縱波與檢橫波的測來量。目前千，一般檢彼測中所用相的多是縱波換能韻器。以發(fā)射再和接收縱漫波為目的權(quán)的換能器野，又分為平面換倒能器、搞徑向換為能器以及一發(fā)多務(wù)收技能途器，見圖魔2-2模。2、徑辨向振動搬換能器圖2斤-2睜換能棄器的分楊類換能器的駝種類需根痕據(jù)被測結(jié)吃構(gòu)物的測記試要求和共測試條件界確定。測麗樁所用的悟換能器應(yīng)濟是柱狀徑絹向換能器容，其主頻湖宜為25拒～50k僵HZ，長講度宜為2默0cm。里收、發(fā)換叼能器的導(dǎo)芬線均應(yīng)有債長度標(biāo)注物，其標(biāo)注陸允許偏差不應(yīng)大于獵10mm。為提棕高接收佳換能器至的靈敏軋度，可看在換能睡器中安方裝前置放祥大器。前置怨放大器愚的頻帶鼠寬度宜組為5～宴50k涂Hz。葛由于換蕩能器在嚇深水中兼工作，欺其水密紋性應(yīng)滿誤足在1MP盡a水壓下不漏水鮮。換能器按頻率的杜選擇需斃綜合考句慮測距、聲筐波的衰減野程度、測全試精度等。測苦距越大巾，衰減愛越大，虹選用換砍能器的頻率越賽低；混凝戒土質(zhì)量發(fā)越差，油強度越光低，齡糊期越短讓，對聲洽波的衰區(qū)減越大除，使用頻率越儉低；在滿足首波幅度急測讀精度的條件幅下，宜纏選用較什高頻率涉換能器直。對于宇一般的布正?；祛澞?，撓換能器找頻率選士擇可參值見表2嶄-2。表2-噸2嗚換能器補的分類單孔檢測伐采用一發(fā)雙慕收一體貨型換能畝器，其發(fā)劫射換能抓器至接農(nóng)收換能郊器的最尋近距離練不應(yīng)小贏于300擔(dān)mm，兩接收肺換能器的斑間距宜為200爛mm。3、聲蠶測管聲測管窩是進行碰超聲脈頸沖法檢蛛測時換啦能器進塞入樁體仔的通道腔。它是擋灌注樁鳴超聲脈棉沖檢測每系統(tǒng)的隙重要組問成部分歷。它在忍樁內(nèi)的鹽預(yù)埋方倍式及其皂在樁的推橫截面亞上的布崗置形式輕，將直埋接影響被檢測結(jié)鞭果。因圈此，需墨檢測的穩(wěn)樁應(yīng)在掀設(shè)計時紹將聲測贊管的布駛置和埋返置方式北標(biāo)入圖喚紙，在珠施工時應(yīng)嚴格控頁制埋置的食質(zhì)量，以確吹保檢測貼工作順觀利進行質(zhì)。（1）聲敗測管的選昏擇，以透聲率妹較大、啊便于安候裝及費射用較低為原則。云考慮到公爛路基樁大懲多數(shù)是大踏樁、長樁云，加上混鑼凝土的水乘化熱作用渾及鋼筋籠攤安放和混趕凝土澆注過判程中存在產(chǎn)較大的作珍用力，容警易造成檢測管變形、少斷裂，從而影繼響檢測工笑作的順利萌進行。因宣此，聲測炒管應(yīng)采用強度較糾高的金減屬管。（2）走聲測管訊常用的熱內(nèi)徑規(guī)艷格是50～6著0mm。為了便疾于換能器蠶在管中上霧下移動，澇聲測管的荷內(nèi)徑通常勿比徑向換議能器的外按徑大10m仇m；當(dāng)對換須能器加設(shè)摔定位器時獲，聲測管肺內(nèi)徑應(yīng)比濟換能器外職徑大20鹽mm。（3）姥在聲波賽透射法城檢測中趕，超聲波特壁征值僅與收、墓發(fā)檢測管當(dāng)間連線兩摩邊窄帶區(qū)隊域（聲土測剖面）侵的混凝土質(zhì)概量密切相關(guān)磨。當(dāng)灌注個樁的直徑夫增大時，臺每組聲測牢管間超聲沖波的混凝梁土檢測范圍嘴占樁截面唇積比例減樹小，不能反牲映樁身截瓣面混凝土學(xué)的整體質(zhì)豈量狀況，甲因此，聲鐮測管的數(shù)咽量及布置拖方法決定哥了樁身混刮凝土實際的檢測疫面積和檢甩測范圍，露對直徑大的樁爆必須增脾加聲測尾管的數(shù)哲量。一幼般樁徑蹤蝶小于8勸00m事m時，弓沿直徑販布置兩雕根聲測瞧管，構(gòu)享成一個聲測低剖面；樁徑為渠800候～150炎0mm時筒，應(yīng)按等著邊三角形蓄均勻布置宣三根聲測議管，構(gòu)成三個聲測準(zhǔn)剖面；樁徑窮大于1懶500富mm時笛，應(yīng)按演正方形妙均勻布頁置四根亮聲測管健，構(gòu)成六個聲恐測剖面，如圖2嫌-3圖中傭的陰影區(qū)綁為檢測的釋控制面積筋。圖2支-3蹈聲測臂管布置臺方式（4）糞由于聲場測管間挨距隨深頓度的變醫(yī)化難以逮確定，苗各深度閣處的聲境速只能脈采用樁鉆頂二根勿聲測管根的距離汽來計算漠，因此蜘，為減辟少偏差余必須將汁聲測管濫牢固焊軌接或綁務(wù)扎在鋼繼筋籠的爬內(nèi)側(cè)，襲并在相亦鄰聲測鹿管之間眨焊接等長水勤平撐桿，保持撲管與管放之前互傻相平行恩且定位奧準(zhǔn)確。副為避免助產(chǎn)生漏倡漿、漏填水和因富焊渣造欣成管內(nèi)欄堵塞問魯題，聲務(wù)測管不喪應(yīng)采用屋對焊方蒸法連接眾，而應(yīng)村采用螺紋連接，聲測疤管埋設(shè)幻玉至樁底并封文閉，管口高瘦出樁頂面身300m劫m以上并加蓋。（5）根蹦據(jù)公路工狗程的特點該和便于了阻解樁身缺遷陷存在的趴方位，聲容測管埋設(shè)濱時宜將其拍中一根對準(zhǔn)線路手前行方向。以路線殖前進方向帽的頂點為妖起始點，按順時針串旋轉(zhuǎn)方向憂進行編號葵和分組，相每二根編騎為一組。第三部分窯測塞試方法測試方法檢測數(shù)據(jù)遼分析與評悲定樁身混凝塘土質(zhì)量評催價檢測報射告1、檢測盞前的準(zhǔn)備（1）尚在檢測燃前應(yīng)進侮行現(xiàn)場船調(diào)查，媽多方面擾收集基緞樁的技逃術(shù)資料末，如工較程地質(zhì)資洞料、基巴樁設(shè)計玻圖紙和施工記例錄、監(jiān)恢理日志等，了解施工工直藝及施工雷過程中糠出現(xiàn)的異常情況，這對判哈定異常信英號產(chǎn)生的挨真實原因樂十分有益炮。同時還劃應(yīng)根據(jù)調(diào)猴查結(jié)果和合檢測的目稈的，制定產(chǎn)相應(yīng)的檢測方外案。檢測方擔(dān)案包括：工程概義況，目哥的與任雪務(wù)，方倍法與技木術(shù)，儀萌器設(shè)備罰，檢測鍵場地要惠求，檢狗測人員保和時間督安排，佩檢測報竄告等。一、測暮試方法（2）私檢測的家時間應(yīng)扮滿足混凝土強否度齡期的要求。哈為保證檢莖測結(jié)果的勵可靠性，閑同時考慮營到混凝土齒在齡期1略4天后的漫超聲波波其速等特性藝參數(shù)變化凳已經(jīng)趨于疲平緩，一碧般要求超累聲波檢測混凝土灌屠注樁的齡繩期應(yīng)大于陶14天。（3）唐檢測前惜應(yīng)沖洗私聲測管補，以保肅證換能泡器在全決程范圍除內(nèi)升降順暢。聲測管昆內(nèi)灌滿清水做為偶合輕劑，因聲珠測管中的棕渾濁水將青明顯甚至瓶嚴重加大扔聲波衰減疑和延長傳踩播時間，昂給聲波檢騎測結(jié)果帶匙來誤差。泡對利用取斥芯孔進行基單孔超聲喝波混凝土弦質(zhì)量檢測販，在檢測皂前也應(yīng)進忠行孔內(nèi)清洗，取芯孔公的垂直度蛛誤差不應(yīng)大位于0.巡壽5％。（4）標(biāo)定超聲波檢夫測儀從發(fā)態(tài)射至接收京儀器系統(tǒng)功產(chǎn)生的系統(tǒng)延熄遲時間鳳t0。將發(fā)、禍?zhǔn)論Q能器浴平行置于蕉清水中的好同一高度軌，其中心授間距從4尾00mm綱左右開始圣逐次加大莊兩換能器上之間的距澆離，同時素定幅測量潑與之相應(yīng)竹的聲時，鼓再分別以仙縱、橫軸錘表示間距汪和聲時作摔圖，在聲時橫致軸上的截巷距即為t0。為保證每測試精度孕，兩換能居器間距的嘴測量誤差響不應(yīng)大于屬0.5％慶，測量點緒不應(yīng)少于龍5個點。（5）暗用直徑移明顯大辰于換能象器的圓曲鋼疏通使聲測管吩，并記拋錄深度閱，準(zhǔn)確脂量測聲測管的兇內(nèi)、外徑奪和兩相鄰脅聲測管外腔壁間的距離，腸量測精度厭為±1m轎m。2、測試關(guān)裝置形式灌注樁祝的測試踩裝置形餐式主要熄有：1）水平同步訂平測，一對換潮能器分別何置于兩個磨對應(yīng)聲測欠管中，位悲于同一高像度進行測風(fēng)試；2）等差同養(yǎng)步斜測，一對卸換能器傘分別置及于兩個絮對應(yīng)聲粘測管中轎，但不噸在同一茶高度，保持一定秘高程差進行測試裕；3）扇形掃測，一對換攻能器分別宏置于兩個辜對應(yīng)聲測擦管中，保撿持一個換數(shù)能器高度位置固育定，另一個膜換能器以一定的竭高程差潮上下移造動進行測肯試，如副圖3-毒1。圖3-股1測誰試裝置示壤意3、檢測戰(zhàn)方法（1）徑向換能甩器在水平半方向具有漆一定的指監(jiān)向性，為劑了保證測株點間聲場炎對樁身混趨凝土的覆華蓋面，防仗止缺陷的講漏檢，上、下相鄰鄰兩測點蓮的間距宜籌為250甘mm。測試時，配發(fā)射與接起收換能器幣以相同標(biāo)除高同步升降，測試中煌，對收、婚發(fā)換能器總所在的深奪度隨時校守準(zhǔn)，其累言計相對高虹程誤差屆控制在喂20m梁m以內(nèi)，避免由乞于過大的覆相對高程鴉誤差而產(chǎn)零生較大的平測試誤差想。（2）聲液波透射法傻檢測混凝蹈土灌注樁脅質(zhì)量中，聲時和波幅是兩個重壁要指標(biāo)，梅其中波幅愿對混凝土羨內(nèi)部缺陷象的反應(yīng)往購?fù)嚷晻r引更具敏感性。在實蕩際檢測億中，波幅是隆一個相短對量，而聲時君又是根據(jù)菜波形的起跳點來屢確定的。因征此，為偶了使不找同位置雨處的檢描測數(shù)據(jù)餡具有可落比性和前應(yīng)用價賢值，在寫同一根候樁的檢質(zhì)測過程頂中，聲悉波發(fā)射電壓和放際大器增益等參數(shù)應(yīng)保持不變，并進行等幅測試。（3）灶對聲時并值和波竊幅值的可疑點倦應(yīng)進行荷復(fù)測。對于聲澆時值和波渴幅值出現(xiàn)往異常的部拋位，應(yīng)采深用水平加芝密、等告差同步或扇形掃芳測等方法賠進行細測，結(jié)合波醫(yī)形分析確凍定樁身混凝土缺如陷的位置寧及其嚴重叨程度。其中對水平加冠密細測擁是基本魄方法，睜而等差跟同步和德扇形掃躺測主要罰用于確掀定缺陷黎位置和綢大小，太其發(fā)、乎收換能嚼器連線爹的水平燦夾角一浙般為30°記～40吉°。（4）常劫規(guī)超聲波后測試方法養(yǎng)可以得到稅灌注樁沿促樁長方向斬的粗略質(zhì)機量分布情勤況。CT層詳析成像才技術(shù)配有專翁門的分散析軟件否，適宜阻于對局法部可疑僵區(qū)域或琴重要結(jié)訴構(gòu)進行倦重點加惑密細測永，并可咱對樁身嶺缺陷進敬行定量分引析，其方法瘦測試流程約圖見圖3惰-2。（5）蛛同一根秧樁中有鏟三根以漂上聲測駝管時，煤以每兩厲個管為妖一個測思試剖面豆分別測程試。并膏在測試啦過程中保持測試祝系統(tǒng)狀態(tài)香參數(shù)不變。圖3猛-2寫混凝嚼土灌注導(dǎo)樁的測全試流程目前樁身域混凝土缺肺陷判別主瓦要依據(jù)于實測聲速障、波幅及其隨滴深度的變化曲雖線并根據(jù)聲速判無據(jù)、波輕幅判據(jù)和PSD喝判據(jù)綜合分它析樁身支質(zhì)量及虜混凝土缺陷程度。二、檢少測數(shù)據(jù)子分析與圈評定1、判門斷樁內(nèi)墊缺陷的腿基本物疫理量在鉆孔灌芹注樁的檢伯測中所依徐據(jù)的基本施物理量有辱以下四個倍：（1）貓聲速：超聲波在畫混凝土中釋傳波的速障度。當(dāng)超蘇聲波在傳念播過程中掙遇到混凝屈土缺陷時禽將產(chǎn)生繞射，此時尖超聲波藍在混凝紛土中傳薦播的時間加長，計算你出的聲速也償降低。一般來共說聲速指懲標(biāo)比較穩(wěn)定籮，重復(fù)性次好，數(shù)據(jù)辰有可比昌性，但宅對樁身毛缺陷反林應(yīng)不夠敏走感。（2）波否幅：超聲波在捐缺陷界面占產(chǎn)生反射、散面射，能量楚衰減，波欠幅降低。采用波織幅指標(biāo)進紋行缺陷判舅斷時，要敲求波幅值用有可比性。即儀慣器、換汪能器、旺信號線孝等測試味系統(tǒng)不插變，發(fā)劍射電壓填、采樣睛頻率等足測試參垃數(shù)不變?nèi)?，測距追相同，珠測試角拆度相同你，這樣宅的測試蠶數(shù)值才聲有可比撕性。波臥幅變化可受表面駁耦合狀趕態(tài)的影可響較大泡，因此半應(yīng)保持曉傳感器枕與混凝鋤土灌注除樁之間喬有良好的耦壯合狀態(tài)。波幅顧變化對吉樁身缺跡陷的反橋應(yīng)就比較很桂敏感。（3）主談頻（或頻艙譜）：超聲脈嚼沖是復(fù)暢頻波，呀具有多礦種頻率夢成分，闖當(dāng)它穿徐過混凝槳土后，珠各頻率映成分在效遇到缺材陷時衰潤減程度唇不同，松高頻部驗分比低釋頻部分贊衰減嚴段重，因現(xiàn)而使接疊收信號墨的主頻塵率向低啦頻端漂免移（頻店移）。（4）睬波形畸醋變：由于超聲高脈沖在缺震陷界面反擱射和折射唇，形成波叼線不同的況波束，這稼些波束由共于傳播路徑不同，或絹由于界面叉上產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)浮換而形成邁橫波等吊原因，酷使得到閱達接收剃換能器最的時間三不同，番因而使接收波乖成為許多敏同相位或箭不同相位枯波束的疊義加波，導(dǎo)肚致波形畸勢變。實踐證習(xí)明，凡超啊聲波在傳韻播過程中豎遇到缺陷宰，其接收委波形往往良產(chǎn)生畸變謎，所以波形畸變預(yù)可作為判炕斷缺陷的般一個參考漂依據(jù)。但是，蜻波形畸變甩的原因很眨多，某些吵非缺陷因?qū)铀匾矔?dǎo)叫致波形畸售變，運用饒時應(yīng)慎重分賣析。關(guān)于糠波形畸攀變后采根取怎樣茂的分析衡技術(shù)，徐還有待技進一步初研究。2、聲時胳修正值的蜜計算當(dāng)聲波圓從某一貿(mào)聲測管須傳播至柴另一聲菜測管時傲，將通崖過耦合悉的水和金屬聲測飛管，因此必堡須進行聲時修正。其聲時牧修正的計杜算公式：(3.串1)式中：t‘——聲時修否正值（弦μs）劫；D——聲竟測管外昨徑（m牲m）；d'——聲詳測管內(nèi)徑籮（mm）攏；d'——換能言器外徑（欄mm）；νt——預(yù)情埋聲測束管的聲襯速值（芹km/徹s）；νw——水醋的聲速寧值（k向m／s憐）。對鋼質(zhì)取聲測管屠，波速曠一般可俊取5800墊m／s；料20°C時水的聲華速可取1480櫻m/s。3、聲時蓋初讀數(shù)的暢計算超聲波在那預(yù)埋聲測鋸管之間傳豪播，所測外得的走時滿包括：超聲系磚統(tǒng)聲時帖初讀數(shù)熄、超聲惜波在聲幻玉測管的煮耦合水弦里傳播而的聲時伶、超聲忘波在聲拐測管中旋傳播的執(zhí)聲時、字超聲波輩在混凝珠土中傳燃播的聲液時。為了準(zhǔn)慚確計算灌屑注樁的混筒凝土波速蓮，應(yīng)對實松測聲時讀稈數(shù)進行預(yù)往處理，一史般采取實測聲時裁減去聲時擱初讀數(shù)的方法休，獲得器超聲波瀉在混凝李土中傳吃播的實捉際聲時合。該聲晌時初讀懶數(shù)的計控算公式燒是：(3.2壓)式中：t0——超聲兼系統(tǒng)聲時開初讀數(shù)；t'——幫聲時修而正值（齡μs）淹。4、聲時杰、聲速和災(zāi)聲速平均牌值聲時、聲病速和聲速平均堡值應(yīng)按下貸列公式納計算，愿并繪制聲速-瘋深度曲蛇線、波厲幅-深睬度曲線。(3.3眠)(3.擾4)(3.喚5)式中:ti——超聲搜波第i測點聲時矩值（μs僑）；t0——聲波雅檢測系統(tǒng)撥延遲時間筑（μs）赤；νi——第i個測點聲吸速值（k鹿m／s）稍；l——兩起根檢測再管外壁間間的距見離（m均m）；νm——混凝治土聲速平待均值（k扒m／s）樂；n——測點筐數(shù)。鑒于目裂前所用淺的換能表器頻帶流窄和用抬頻率判超定樁身洽混凝土炭缺陷的管方法還惕不成熟啊。因此沸，未將聲波頻率訂-深度曲室線作為樁剪身混凝蜘土完整鞠性的主捕要判定扣指標(biāo)之桃一。5、單縱孔折射需法為了測屢試單根禮聲測管熱或驗證誰取芯孔訓(xùn)周圍的堤混凝土棋質(zhì)量，仗往往采總用一發(fā)雙妹收的一膝體化徑困向還能僑器。測試時農(nóng)，其聲時雞、聲速值枯應(yīng)按下列序公式計算腸：(3.6怪)(3.競7)式中：νi——第i測點的炕聲速值迫（km緣瑞/s）Δt——兩箏個接受譽換能器域間的聲干時差網(wǎng)(μs冒);t１——近闖道接收盡換能器大聲時(秤μs)棟;t2——遠童道接收鞏換能器嚷聲時(贈μs)章;h——兩個外接收換能厘器間的距號離（mm脊）。三、樁械身混凝快土質(zhì)量苗評價1、強度譜評價混凝土強申度的評價南是建立在波波速與混兼凝土物理職力學(xué)指標(biāo)均之間相關(guān)訊性的基礎(chǔ)要上。聲速心可通過混谷凝土彈性模權(quán)量與其力學(xué)強頭度的內(nèi)在聯(lián)眉系，與混蠅凝土抗壓頃強度建立雄相關(guān)關(guān)系倍，并推定吼混凝土的秋強度。表箱3-1表椅示混凝土掏強度與跌聲速之憲間的相射關(guān)關(guān)系。當(dāng)聲速存小于3狗500感m／s超時，說庸明混凝拳土質(zhì)量權(quán)較差?；炷翉娯M度與聲速逮關(guān)系參考認表冠表芳3-1在恒定泊松比情況下，潮混凝土彈性模量班與壓縮波巖速度的經(jīng)驗關(guān)求系如圖3根-3所示松，混凝土呈的抗壓強久度與彈柱性模量的關(guān)系如尿圖3-4激所示。在夜已知混凝瘦土構(gòu)件的呆彈性波速冬度層析圖逮后，根據(jù)塊圖3-3可換算鉆出混凝兔土的彈做性模量，再根據(jù)抓圖3-4螺可換算出噴混凝土也的抗壓脹強度并評定混凝難土的質(zhì)量。圖3甘-3僵混凝土娃彈性模詞量與波頓速關(guān)系圖3-4纖彈性模笛量與抗壓撿強度關(guān)系目前，誰在國內(nèi)勞一般采腦用統(tǒng)計鴿方法建句立專用曲妥線或數(shù)學(xué)名表達式嘴，如登兩種擱非線性牧的數(shù)學(xué)志表達式援，其中e為動彈爽性模量思，v為慰波速，乞為題立方體錦抗壓強上度，A、徹B、C仁為經(jīng)驗抱系數(shù)。2、樁對身混凝乓土缺陷愈聲速判兩據(jù)聲速臨毀界值的確定基眉于概率法濱，即無缺煤陷的混凝牧土聲速測參值雖因其落本身的不怕均勻性造搞成一定的無離散性，齡但符合正態(tài)碌分布；由缺陷煮造成的低抓聲速值-京異常值不符合握正態(tài)分甜布。因此，假確定臨界成值時必須三采用正?；靿恋膹埪曀倨礁揖导巴藰?biāo)準(zhǔn)差，否則眉，求得犁的聲速厭平均值過將偏小且，易造凳成漏判脈。同時典還應(yīng)分驢析考慮騰聲測管肢間不平漿行產(chǎn)生折的誤差砍影響。聲速是材遮料的基本咱物理量之篩一，它與通混凝土強唇度相關(guān)，實測聲速吊應(yīng)大于或鉗等于聲速鹿低限值。聲速掙低限值釣由同條桂件混凝裹土試件衛(wèi)做強度叼和速度鋪對比試很驗，結(jié)撒合地區(qū)賞經(jīng)驗確踩定。聲網(wǎng)速低限啞值相對稿應(yīng)的混未凝土強樣度不宜低糕于0.會9R（R為伴混凝土豬設(shè)計強慶度），速若試件雅為鉆孔哈芯樣，眠則不宜低于春0.85將R。當(dāng)實測棒混凝土聲速值賢低于聲撓速臨界古值時應(yīng)將旗其作為可疑缺陷拜區(qū)。(3.伶8)式中：νi——第i個測點宵聲速值獎（km頭/s）絮;νD——聲速突臨界值(殺km/s幅);聲速臨遵界值采立用正?；炷嗤谅曀倨绞站蹬c2倍聲速贏標(biāo)準(zhǔn)差之差，即慰：(3.9抱)(3.1侮0)(3.上11)式中：νD——聲速史臨界值（系km/s剪）;——正碧?；炷赐谅曀傺銎骄翟?km箏/s)何;σν——正常懸混凝土聲這速標(biāo)準(zhǔn)差以；νi——第圍i個測域點聲速議值(k盼m/s廢)n——測亦點數(shù)。當(dāng)檢測正剖面n個測點辭的聲速評值普遍杯偏低且靈離散性廳很小時蝴，宜采用聲正速低限廊值判據(jù)。即實測混則凝土聲鞠速值低換于聲速小低限值疑時，可贈直接判攏定為異泊常。(3.次12)式中：νi——第i個測點仿聲速值批(km太/s)擊;νL——聲速低校限值(k諸m/s)公。聲速低限妥值應(yīng)由預(yù)留同晃條件混尼凝土試賓件的抗楚壓強度逝與聲速依對比試觸驗結(jié)果，結(jié)亡合本地區(qū)實際經(jīng)車驗確定。3、樁身模混凝土缺巾陷波幅判悅據(jù)波幅是相對容測試，掏也曾有招人試圖沉用概率養(yǎng)統(tǒng)計理薦論來確滲定臨界值，但由欲于樁身援混凝土儉內(nèi)部結(jié)哲構(gòu)的變閃異性很凡大而難漏以找出孟較強的蹄波幅統(tǒng)勿計規(guī)律公性，因蓄而實際戰(zhàn)中多是尺根據(jù)實輝測經(jīng)驗將波幅值惕的一半定鞋為臨界值多。用波幅平祖均值減滔6dB作為波幅駐臨界值，柄當(dāng)實測波幅晴低于波幅辯臨界值時，應(yīng)治將其作裳為可疑缺陷危區(qū)。(3.爽13)(3.妙14)式中：AＤ——波封幅臨界悔值（d榨B）；Am——波幅扛平均值（希dB）；Ai——第i攔個測點相各對波幅值震（dB）盞。PSD興法是鎮(zhèn)基于缺盜陷處聲盡時的變累化引起聲時深度梁曲線的斜若率明顯增嘉大，而聲時清差的大小騾又與缺陷萄程度密切謹相關(guān)，因溫此兩者之積閥對缺陷的究反映更加挺明顯，即(3.灑15)3、樁身愧混凝土缺振陷波幅判欲據(jù)采用斜率副法作為輔矮助異常判礙據(jù)，當(dāng)PSD值蠢在某測點偵附近變化堅明顯時，應(yīng)將娘其作為可就疑缺陷區(qū)漢。(3.董16)式中：ti——第i個測點貨聲時值查（μs爸）;ti-1——第i－１個錄測點聲賞時值(漫μs)腐;zi——第i個測點深蛙度(m)炭;zi-1——第i－l個測權(quán)點深度（蟲m）。5、混凝軟土聲速、去波幅和捉PSD值塑出現(xiàn)異常對于混凝兵土聲速和波幅值出現(xiàn)降異常并展判為可稅疑缺陷誦區(qū)的部絲式位，應(yīng)善采用水平加密繼、等差同橫步或扇形掃宅測等方法進龜行細測，雄結(jié)合波形顏分析確定嫁樁身混凝線土缺陷的懶位置及其哪嚴重程度往。對聲速、輩波幅和PSD益值超越臨界姜值異?；騿柰蛔儠r，裁應(yīng)對缺陷懲處進行細測。同時辮結(jié)合波形、施肝工工藝和施工記壞錄等有關(guān)資刷料進行綜艇合分析，僻以確定樁惱身混凝土要缺陷的位殺置和程度宵。當(dāng)聲速肥普遍低于低議限值時，應(yīng)通幕過鉆孔取芯上法檢驗基扯樁的混藝凝土強股度。6、支承瞧樁或嵌巖方板對支承樁或嵌巖樁，宜同時敢采用低應(yīng)變反處射波法檢測樁端的支承情抬況。由于超第聲波只昂能檢測數(shù)樁身部李分的混尾凝土質(zhì)欄量，對身于支承澤樁或嵌潮巖樁，臂宜同時械采用低蛇應(yīng)變反若射波法中檢測樁程端的支堵承情況尾，確保賊基樁承念載力滿蹲足設(shè)計洪要求。7、樁類身完整逮性類別獅判定Ⅰ類樁肺：各聲測剖盒面每個測沉點的聲速詠、波幅均太大于臨界值給，波形正緊常。Ⅱ類樁：某一聲抖測剖面剩個別測坑點的聲雁速、波激幅略小于臨偵界值，蘇但波形熄基本正鍬常。Ⅲ類樁：某一聲測貨剖面連續(xù)瓜多個測點瓶或某一深睡度樁截面處珍的聲速、證波幅值小探于臨界值屬，PSD搏值變大謝，波形冷畸變。IV類灶樁：某一聲測啦剖面連續(xù)嶼多個測點認或某一深扭度樁截面處英的聲速、宣波幅值明使顯小于臨捎界值，PS夾D值突變西，波形嚴婚重畸變。四、檢究測報告試驗檢測虛報告應(yīng)包返含下列內(nèi)陜?nèi)荩?．工程是地質(zhì)勘察淡報告；2．工程用樁位平面零圖；3．超聲支波法檢測婦結(jié)果匯總器表；4．聲波縮慧透射法單坑樁檢測報虛告；5．每根礎(chǔ)被檢樁各捆剖面的聲趕速深度、愿波幅深度曲味線及各匯自的臨仆界值，獻聲速、榮波幅的平均院值；6．樁身孕缺陷位置絹及程度的耽分析說明