試驗(yàn)室主任培訓(xùn)講義

試驗(yàn)室主任培訓(xùn)講義---典型現(xiàn)場檢測試驗(yàn)貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院試驗(yàn)檢測中心—周德軍2013年3月25日常用公路工程現(xiàn)場檢測規(guī)范匯編壓實(shí)度、平整度----JTGE60-2008《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》回彈法測混凝土強(qiáng)度----JTJT23-2001《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》以及DBJ22-017-95《回彈法檢測山砂混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》鉆心法測混凝土強(qiáng)度----CECS032007《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》樁基完整性檢測----《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003、J256－2003）、《公路工程基樁動(dòng)測技術(shù)規(guī)程》（JTG/TF81-01-2004）地基承載力檢測----TB10018-2003《鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程》及JTGD63-2007《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》一、《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》JTGE60-2008指導(dǎo)的現(xiàn)場檢測項(xiàng)目1.路基路面幾何尺寸檢測一、《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》JTGE60-2008指導(dǎo)的現(xiàn)場檢測項(xiàng)目2.路基路面壓實(shí)度檢測學(xué)習(xí)要求：能運(yùn)用挖坑灌砂法、環(huán)刀法、鉆芯法、核子密濕度儀、無核密度儀測定現(xiàn)場密度；掌握各方法的測試要點(diǎn)；能進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析工作。公路工程中壓實(shí)度的常規(guī)的檢測一、最大干密度和最佳含水量的測定方法1.路基土的最大干密度和最佳含水量的確定方法（JTGE40-2007《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》）：1擊實(shí)法；（規(guī)程P132）2振動(dòng)臺法；（規(guī)程P276)最大干密度是指在標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線（駝峰曲線）上最大的干密度值，該值對應(yīng)的含水量即為最佳含水量。2.JTGE51-2009《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》3.瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度的確定方法試驗(yàn)規(guī)程-----E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》二、現(xiàn)場壓實(shí)度檢測方法---實(shí)質(zhì)為現(xiàn)場干密度的測定二、回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度目錄1、概述2、人員與儀器3、檢測技術(shù)4、回彈值計(jì)算5、測強(qiáng)曲線6、混凝土強(qiáng)度的計(jì)算7、其他問題1概述1.1回彈法的原理強(qiáng)度硬度(回彈值)碳化深度1概述混凝土表面硬度與混凝土極限強(qiáng)度存在一定關(guān)系，回彈儀的彈擊重錘被一定彈力打擊在混凝土表面上，其回彈高度和混凝土表面硬度存在一定關(guān)系。這樣可以利用回彈儀測試混凝土表面硬度，并結(jié)合混凝土碳化深度從而間接測定混凝土強(qiáng)度。1概述1.2特點(diǎn)回彈法是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度檢測方法

優(yōu)點(diǎn)1：對結(jié)構(gòu)沒有損傷；

優(yōu)點(diǎn)2：儀器輕巧，使用方便；優(yōu)點(diǎn)3：測試速度快；優(yōu)點(diǎn)4：測試費(fèi)用相對較低優(yōu)點(diǎn)5：可以基本反映結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度規(guī)律；1概述1.2特點(diǎn)缺點(diǎn)1：精度相對較低；缺點(diǎn)2：不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測（規(guī)程1.0.2條）。(表面遭受火災(zāi)、凍傷、受化學(xué)物質(zhì)侵蝕或內(nèi)部有缺陷等）?，F(xiàn)在有單位和學(xué)者進(jìn)行研究。缺點(diǎn)3：影響因素多（水泥品種、骨料粗細(xì)、骨料粒徑、配合比、混凝土碳化等；齡期、模板、泵送、高強(qiáng)等）1概述1.3各國使用情況目前已知應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的國家；美國：ASTMC805；A英國：BS1881；C德國：DIN1408;C羅馬尼亞；C前蘇聯(lián)：GOCT10180；C歐洲：RILEM;C日本：無損手冊;B中國：JGJ/T23-2011；CA—均質(zhì)性；B—輔助手段；C—推定抗壓強(qiáng)度；1概述1.4規(guī)范《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T23-2011，于2011年12月1日實(shí)施。JGJ/T23-2001作廢。儀器要求：《回彈儀》GB/T9138《回彈儀》JJG817（正在修訂）1概述我國回彈規(guī)程的歷史發(fā)展《回彈法評定混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ23—85）《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23—92）《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23—2001）《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23—2011）返回目錄2.人員與儀器2.1人員的要求使用回彈儀進(jìn)行工程檢測的人員，應(yīng)通過主管部門認(rèn)可的專業(yè)培訓(xùn)，并持有相應(yīng)的資格證書。儀器、方法均從國外引進(jìn)，國內(nèi)外不同；會出現(xiàn)因人而異。2.人員與儀器2.2儀器一、構(gòu)造2.人員與儀器二、技術(shù)要求（一）回彈儀可為數(shù)字式的，也可為指針直讀式的（3.1.1條）。（二）回彈儀應(yīng)具有產(chǎn)品合格證及計(jì)量檢定證書，并應(yīng)在明顯的位置上標(biāo)注：名稱、型號、制造廠名（或商標(biāo)）、出廠編號（3.1.2條）。（三）回彈儀使用時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)為-4～40℃。（3.1.4條）2.人員與儀器二、技術(shù)要求（四）回彈儀除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《回彈儀》GB/T9138的規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定:

1水平彈擊時(shí)，彈擊錘脫鉤的瞬間，回彈儀的標(biāo)準(zhǔn)能量應(yīng)為2.207J。

2彈擊錘與彈擊桿碰撞的瞬間，彈擊拉簧應(yīng)處于自由狀態(tài)，此時(shí)彈擊錘起跳點(diǎn)應(yīng)相應(yīng)于指針指示刻度尺上“0”處。

3在洛氏硬度HRC為60±2的鋼砧上，回彈儀的率定值應(yīng)為80±2。

4數(shù)字式回彈儀應(yīng)帶有指針直讀示值系統(tǒng)；數(shù)字顯示的回彈值與指針直讀示值相差不應(yīng)超過1（3.1.3條）2.人員與儀器三、儀器的檢定（一）回彈儀檢定周期為半年，當(dāng)回彈儀具有下列情況之一時(shí)，應(yīng)由法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈儀》JJG817進(jìn)行檢定：1新回彈儀啟用前；2超過檢定有效期限；3數(shù)字式回彈儀數(shù)字顯示的回彈值與指針直讀示值相差大于1；4經(jīng)保養(yǎng)后，鋼砧率定值不合格；5遭受嚴(yán)重撞擊或其他損害。（3.2.1條）2.人員與儀器三、儀器的檢定（二）回彈儀的率定試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：1率定試驗(yàn)宜在干燥、室溫為5-35℃的條件下進(jìn)行。2鋼砧表面應(yīng)干燥、清潔，并應(yīng)穩(wěn)固地平放在剛度大的物體上。3回彈值取連續(xù)向下彈擊三次的穩(wěn)定回彈結(jié)果的平均值。4率定試驗(yàn)應(yīng)分四個(gè)方向進(jìn)行，且每個(gè)方向彈擊前，彈擊桿旋轉(zhuǎn)90°，每個(gè)方向的回彈平均值應(yīng)為80±2。（3.2.2條）2.人員與儀器三、儀器的檢定（三）回彈儀率定試驗(yàn)所用的鋼砧應(yīng)每2年送授權(quán)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定或校準(zhǔn)。（3.2.3條，新增）2.人員與儀器四、保養(yǎng)（一）當(dāng)回彈儀存在下列情況之一時(shí)應(yīng)進(jìn)行保養(yǎng):

1彈擊超過2000次；

2在鋼砧上的率定值不合格；

3對檢測值有懷疑時(shí)。（3.3.1條）2.人員與儀器四、保養(yǎng)（二）回彈儀的保養(yǎng)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1先將彈擊錘脫鉤，取出機(jī)芯，然后卸下彈擊桿，取出里面的緩沖壓簧，并取出彈擊錘、彈擊拉簧和拉簧座。

2清潔機(jī)芯各零部件，并應(yīng)重點(diǎn)清洗中心導(dǎo)桿、彈擊錘和彈擊桿的內(nèi)孔和沖擊面。清洗后，應(yīng)在中心導(dǎo)桿上薄薄涂抹鐘表油，其他零部件均不得抹油。

3清理機(jī)殼內(nèi)壁，卸下刻度尺，檢查指針，其摩擦力應(yīng)為（0.5-0.8）N；

4對于數(shù)字回彈儀，還應(yīng)按產(chǎn)品要求的維護(hù)程序進(jìn)行維護(hù)。

5保養(yǎng)時(shí)不得旋轉(zhuǎn)尾蓋上已定位緊固的調(diào)零螺絲；不得自制或更換零部件；

6保養(yǎng)后應(yīng)按本規(guī)程第3.2.2條的規(guī)定進(jìn)行率定試驗(yàn)。（3.3.2條）2.人員與儀器四、保養(yǎng)回彈儀使用完畢后，應(yīng)使彈擊桿伸出機(jī)殼，并應(yīng)清除彈擊桿、桿前端球面以及刻度尺表面和外殼上的污垢、塵土?；貜梼x不用時(shí)，應(yīng)將彈擊桿壓入機(jī)殼內(nèi)，經(jīng)彈擊后按下按鈕鎖住機(jī)芯，然后裝入儀器箱。儀器箱平放在干燥陰涼處。當(dāng)數(shù)字式回彈儀長期不用時(shí)，應(yīng)取出電池。（3.3.3條）類型主要有三種直讀式HT225型；(普通混凝土）；HT1000型；（高強(qiáng)混凝土）HT3000型；大體積混凝土。數(shù)字式瑞士數(shù)顯

直讀+數(shù)顯回彈儀3天津建筑儀器廠歐美大地高強(qiáng)回彈儀天津建筑儀器廠標(biāo)稱動(dòng)能：9.8J;率定83(2）；C50-C80重型回彈儀標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)能29.43J率定：63（2)天津建筑公司返回目錄3、檢測技術(shù)一、一般規(guī)定（一）采用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度時(shí)，宜具有下列資料:

1工程名稱、設(shè)計(jì)單位、施工單位；

2構(gòu)件名稱、數(shù)量及混凝土類型（是否泵送）、強(qiáng)度等級；

3水泥安定性，外加劑、摻合料品種；混凝土配合比等。

4施工模板、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)情況及澆筑日期等；

5必要的設(shè)計(jì)圖紙和施工記錄；

6檢測原因。（4.1.1條）3、檢測技術(shù)一、一般規(guī)定（二）檢測前后回彈儀的率定回彈儀在工程檢測前后，應(yīng)在鋼砧上作率定試驗(yàn)，并應(yīng)符合本規(guī)程第3.1.3條的規(guī)定。（原3.2.3條，現(xiàn)4.1.2條）（三）檢測類別單個(gè)構(gòu)件檢測；批量檢測——對于混凝土生產(chǎn)工藝、強(qiáng)度等級相同，原材料、配合比、養(yǎng)護(hù)條件一般一致且齡期相近的一批同類構(gòu)件的檢測應(yīng)采用批量檢測。3、檢測技術(shù)（四）抽檢構(gòu)件數(shù)量按批進(jìn)行檢測的構(gòu)件，抽檢數(shù)量不宜少于同批構(gòu)件總數(shù)的30%且構(gòu)件數(shù)量不宜少于10件。當(dāng)檢驗(yàn)批構(gòu)件數(shù)量大于30個(gè)時(shí)，抽樣構(gòu)件數(shù)量可適當(dāng)調(diào)整，但不得少于國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最少抽樣數(shù)量。（4.1.3條）3、檢測技術(shù)（五）測區(qū)布置要求1對于一般構(gòu)件，測區(qū)數(shù)不宜少于10個(gè)。可適當(dāng)減少測區(qū)數(shù)，但不得少于5個(gè)的情況：受檢構(gòu)件數(shù)量大于30個(gè)且不需提供單個(gè)構(gòu)件推定強(qiáng)度；受剪構(gòu)件某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的構(gòu)件（測區(qū)：檢測構(gòu)件混凝土強(qiáng)度時(shí)的一個(gè)檢測單元。）3、檢測技術(shù)（五）測區(qū)布置要求2相鄰兩測區(qū)的間距不應(yīng)大于2m，測區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m；3測區(qū)應(yīng)選在使回彈儀處于水平方向的混凝土澆筑側(cè)面。當(dāng)不能滿足這一要求時(shí)，也可使回彈儀處于非水平方向的混凝土澆筑表面或底面；3、檢測技術(shù)（五）測區(qū)布置要求4測區(qū)宜選在構(gòu)件的兩個(gè)對稱可測面上，當(dāng)不能布置在對稱的可測面上時(shí)，也可布置在同一可測面上，且應(yīng)均勻分布。在構(gòu)件的重要部位及薄弱部位必須布置測區(qū)，并應(yīng)避開預(yù)埋件；5測區(qū)的面積不宜大于0.04m2；3、檢測技術(shù)（五）測區(qū)布置要求6測區(qū)表面應(yīng)為混凝土原漿面,并應(yīng)清潔、平整，不應(yīng)有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面；7對彈擊時(shí)產(chǎn)生顫動(dòng)的薄壁、小型構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行固定。（4.1.4條）8測區(qū)應(yīng)標(biāo)有清晰的編號，并宜在記錄紙上繪制測區(qū)布置示意圖和描述外觀質(zhì)量情況。（4.1.5條）3、檢測技術(shù)（六）關(guān)于修正1、需修正的情況與下述適用條件有較大差異時(shí)：1普通混凝土采用的水泥、砂石、外加劑、摻和料、拌和用水符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；2采用普通成型工藝；3采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的模板；4蒸氣養(yǎng)護(hù)出池后經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)7d以上，且混凝土表層為干燥狀態(tài)；5自然養(yǎng)護(hù)齡期為14～1000d；6抗壓強(qiáng)度為（10～60）MPa。（6.2.1條）取消原第2款“不摻外加劑或僅摻非引氣型外加劑”3、檢測技術(shù)2、修正方法在構(gòu)件上鉆取混凝土芯樣：6個(gè)，100mm，高徑比1。芯樣應(yīng)在測區(qū)內(nèi)鉆取，每個(gè)芯樣應(yīng)只加工一個(gè)芯樣。同條件試塊：6個(gè)，150mm。采用修正量法進(jìn)行修正。3、檢測技術(shù)修正量的計(jì)算——測區(qū)混凝土強(qiáng)度修正量（MPa），精確至0.1MPa——芯樣試件混凝土強(qiáng)度平均值（MPa），精確至0.1MPa——150mm同條件立方體試件混凝土強(qiáng)度平均值（MPa），精確至0.1MPa——對應(yīng)于鉆芯部位或同條件立方體試塊回彈測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的平均值（MPa），精確至0.1MPa3、檢測技術(shù)——第i個(gè)混凝土芯樣試件的抗壓強(qiáng)度——第i個(gè)混凝土立方體試塊的抗壓強(qiáng)度——對應(yīng)于第i個(gè)芯樣部位或同條件立方體試塊測區(qū)回彈值和碳化深度值的混凝土強(qiáng)度換算值，按測強(qiáng)曲線或表取用?！緲踊蛟噳K數(shù)量3、檢測技術(shù)測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的修正計(jì)算——第i個(gè)測區(qū)修正前的混凝土強(qiáng)度換算值（MPa），精確至0.1MPa——第i個(gè)測區(qū)修正后的混凝土強(qiáng)度換算值（MPa），精確至0.1MPa（4.1.6條）3、檢測技術(shù)二、回彈值測量（一）測量回彈值時(shí)，回彈儀的軸線應(yīng)始終垂直于混凝土檢測面，并緩慢施壓，準(zhǔn)確讀數(shù)，快速復(fù)位。（4.2.1條）（二）每一測區(qū)應(yīng)記取16個(gè)回彈值，每一測點(diǎn)的回彈值讀數(shù)精確至1。測點(diǎn)宜在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測點(diǎn)的凈距不宜小于20mm；測點(diǎn)距外露鋼筋、預(yù)埋件的距離不宜小于30mm。測點(diǎn)不應(yīng)在氣孔或外露石子上，同一測點(diǎn)只應(yīng)彈擊一次。（4.2.2條）（測點(diǎn)：測區(qū)內(nèi)的一個(gè)回彈檢測點(diǎn)。）3、檢測技術(shù)三、碳化深度值測量（一）測點(diǎn)數(shù)量回彈值測量完畢后,應(yīng)在有代表性的位置上測量碳化深度值，測點(diǎn)表不應(yīng)少于構(gòu)件測區(qū)數(shù)的30%，取其平均值為該構(gòu)件每測區(qū)的碳化深度值。當(dāng)碳化深度值極差大于2.0mm時(shí)，應(yīng)在每一測區(qū)測量碳化深度值。3、檢測技術(shù)三、碳化深度值測量（二）測量方法及要求碳化深度值的測量應(yīng)符合下列規(guī)定：可采用工具在測區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度應(yīng)大于混凝土的碳化深度。應(yīng)清除孔洞中的粉末和碎屑，且不得用水擦洗。應(yīng)采用濃度為1%~2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處，當(dāng)已碳化與未碳化界線清楚時(shí)，應(yīng)采用碳化深度測量儀測量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離，并應(yīng)測量3次，每次讀數(shù)精確至0.25mm。應(yīng)將三次測量的平均值作為檢測結(jié)果，并應(yīng)精確至0.5mm。3、檢測技術(shù)四、泵送混凝土原規(guī)程：4.1.6泵送混凝土的修正，對檢測未提特殊要求：1當(dāng)碳化深度值不大于2.0mm時(shí)，每一測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值應(yīng)按本規(guī)程附錄B修正。2當(dāng)碳化深度值大于2.0mm時(shí)，可按本規(guī)程第4.1.5條的規(guī)定進(jìn)行檢測。新規(guī)程：檢測時(shí)測區(qū)應(yīng)選在混凝土澆筑的側(cè)面，直接查表（附錄B）或按公式計(jì)算。4、回彈值計(jì)算一、（5.0.1條）計(jì)算測區(qū)平均回彈值：應(yīng)從該測區(qū)的16個(gè)回彈值中剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，余下的10個(gè)回彈值應(yīng)按下式計(jì)算:——測區(qū)平均回彈值，精確至0.1——第i個(gè)測點(diǎn)的回彈值4、回彈值計(jì)算二、角度修正（5.0.2條）非水平狀態(tài)檢測混凝土澆筑側(cè)面時(shí)，測區(qū)的平均回彈值應(yīng)按下列公式修正：——非水平狀態(tài)檢測時(shí)的測區(qū)平均回彈值，精確至0.1；——非水平狀態(tài)檢測時(shí)的回彈修正值，附錄C。4、回彈值計(jì)算三、檢測面修正（5.0.3條）水平方向檢測混凝土澆筑頂面或底面時(shí)，測區(qū)的平均回彈值應(yīng)按下列公式修正。——水平方向檢測混凝土澆筑表面、底面時(shí)，測區(qū)的平均回彈值，精確至0.1——混凝土澆筑表面、底面回彈值的修正值，測區(qū)的平均回彈值，精確至0.14、回彈值計(jì)算四、修正順序當(dāng)檢測時(shí)回彈儀為非水平方向且測試面為非混凝土的澆筑側(cè)面時(shí)，應(yīng)先按本規(guī)程附錄C對回彈值進(jìn)行角度修正，然后再按本規(guī)程附錄D對修正后的值進(jìn)行澆筑面修正。返回目錄5、測強(qiáng)曲線一、一般規(guī)定（一）（6.1.1條）測強(qiáng)曲線的分類:1統(tǒng)一測強(qiáng)曲線:由全國有代表性的材料、成型養(yǎng)護(hù)工藝配制的混凝土試件，通過試驗(yàn)所建立的曲線；2地區(qū)測強(qiáng)曲線:由本地區(qū)常用的材料、成型養(yǎng)護(hù)工藝配制的混凝土試件，通過試驗(yàn)所建立的曲線；3專用測強(qiáng)曲線:由與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土相同的材料、成型養(yǎng)護(hù)工藝配制的混凝土試件，通過試驗(yàn)所建立的曲線。5、測強(qiáng)曲線（二）（6.1.2條）選用原則對有條件的地區(qū)和部門，應(yīng)制定本地區(qū)的測強(qiáng)曲線或?qū)Ｓ脺y強(qiáng)曲線，經(jīng)上級主管部門組織審定和批準(zhǔn)后實(shí)施。各檢測單位應(yīng)按專用測強(qiáng)曲線、地區(qū)測強(qiáng)曲線、統(tǒng)一測強(qiáng)曲線的次序選用測強(qiáng)曲線。所以建議采用山東省地區(qū)測強(qiáng)曲線，載于山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》DBJ14-026-2004第5.0.1條（或附錄G）。5、測強(qiáng)曲線二、統(tǒng)一測強(qiáng)曲線（附錄A、B）（一）適用范圍1普通混凝土采用的水泥、砂石、外加劑、摻和料、拌和用水符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；2采用普通成型工藝；3采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的模板；4蒸氣養(yǎng)護(hù)出池后經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)7d以上，且混凝土表層為干燥狀態(tài)；5自然養(yǎng)護(hù)齡期為14～1000d；6抗壓強(qiáng)度為（10～60）MPa。（6.2.1條）5、測強(qiáng)曲線（二）誤差（6.2.3條）測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算表所依據(jù)的統(tǒng)一測強(qiáng)曲線，其強(qiáng)度誤差值應(yīng)符合下列規(guī)定:

1平均相對誤差(δ)不應(yīng)大于±15.0%；

2相對標(biāo)準(zhǔn)差(er)不應(yīng)大于18.0%。5、測強(qiáng)曲線（三）不能使用統(tǒng)一測強(qiáng)曲線的情況（6.2.4條）當(dāng)有下列情況之一時(shí)，測區(qū)混凝土強(qiáng)度值不得按本規(guī)程附錄A或附錄B進(jìn)行強(qiáng)度換算:

1非泵送混凝土粗集料最大公稱粒徑大于60mm，泵送混凝土粗骨料最大公稱粒徑大于31.5mm；

2特種成型工藝制作的混凝土；

3檢測部位曲率半徑小于250mm；

4潮濕或浸水混凝土。5、測強(qiáng)曲線二、地區(qū)和專用測強(qiáng)曲線（一）（6.3.1條）地區(qū)和專用測強(qiáng)曲線的強(qiáng)度誤差值應(yīng)符合下列規(guī)定:

1地區(qū)測強(qiáng)曲線:平均相對誤差(δ)不應(yīng)大于±14.0%；相對標(biāo)準(zhǔn)差(er)不應(yīng)大于17.0%；

2專用測強(qiáng)曲線:平均相對誤差(δ)不應(yīng)大于±12.0%；相對標(biāo)準(zhǔn)差(er)不應(yīng)大于14.0%；

3平均相對誤差(δ)和相對標(biāo)準(zhǔn)差(er)的計(jì)算應(yīng)符合本規(guī)程附錄E的規(guī)定。5、測強(qiáng)曲線附錄E變動(dòng)說明1.加壓值：有（30-80）kN，調(diào)整為（60-100）kN，低強(qiáng)度試件取低值；2.試件碳化深度：原規(guī)范未要求，新規(guī)范提出“在破壞后的試塊邊緣測量該試塊的平均碳化深度”。3.回歸函數(shù)公式給出了更合理的形式：5、測強(qiáng)曲線（二）測強(qiáng)曲線的制定和適用限制（6.3.2條）地區(qū)和專用測強(qiáng)曲線應(yīng)按規(guī)程附錄E的方法制定。地區(qū)和專用測強(qiáng)曲線時(shí)，被檢測的混凝土應(yīng)與制定該類測強(qiáng)曲線條件相同，不得超出該類測強(qiáng)曲線的適用范圍。并應(yīng)每半年（經(jīng)常）抽取一定數(shù)量的同條件試件進(jìn)行校核，當(dāng)存在顯著差異時(shí)，應(yīng)查找原因，不得繼續(xù)使用。5、測強(qiáng)曲線（三）山東地區(qū)測強(qiáng)曲線的使用范圍1符合普通混凝土用材料、拌和用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且粗骨料為碎石；2不摻引氣型外加劑（JGJ/T23-2011，取消該規(guī)定）；3采用普通成型工藝；4采用符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）規(guī)定的鋼模、木模及其它材料制作的模板；5自然養(yǎng)護(hù)或蒸氣養(yǎng)護(hù)出池后經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)7d以上，且混凝土表層為干燥狀態(tài)；6齡期為14～1100（1000）天；7抗壓強(qiáng)度為10～60MPa。6、混凝土強(qiáng)度的計(jì)算（一）測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值（7.0.1條）構(gòu)件第i個(gè)測區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值，可按本規(guī)程第5章所求得的平均回彈值(Rm)及按本規(guī)程第4.3條所求得的平均碳化深度值(dm)由本規(guī)程附錄A、附錄B查表得出。當(dāng)有地區(qū)測強(qiáng)曲線或?qū)Ｓ脺y強(qiáng)曲線時(shí)，混凝土強(qiáng)度換算值應(yīng)按地區(qū)測強(qiáng)曲線或?qū)Ｓ脺y強(qiáng)曲線換算得出。（由測區(qū)的平均回彈值和碳化深度值通過測強(qiáng)曲線或測區(qū)強(qiáng)度換算表得到的測區(qū)現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度值。）6、混凝土強(qiáng)度的計(jì)算（二）測區(qū)混凝土強(qiáng)度平均值、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算（7.0.2）構(gòu)件的測區(qū)混凝土強(qiáng)度平均值可根據(jù)各測區(qū)的混凝土強(qiáng)度換算值計(jì)算。當(dāng)測區(qū)數(shù)為10個(gè)及以上時(shí)，應(yīng)計(jì)算強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。平均值及標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下列公式計(jì)算:6、混凝土強(qiáng)度的計(jì)算（三）強(qiáng)度推定（7.0.3條）構(gòu)件的現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值(fcu,e)應(yīng)符合下列規(guī)定:1當(dāng)該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)少于10個(gè)時(shí)：2當(dāng)該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)強(qiáng)度值中出現(xiàn)小于10.0MPa時(shí)：3當(dāng)該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)不少于10個(gè)時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算：4當(dāng)批量檢測時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算：k——宜取1.645。當(dāng)需要進(jìn)行推定強(qiáng)度區(qū)間時(shí)，可按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定取值。相應(yīng)于強(qiáng)度換算值總體分布中保證率不低于95%的構(gòu)件中混凝土抗壓強(qiáng)度。6、混凝土強(qiáng)度的計(jì)算（四）不能按批檢測的情況對按批量檢測的構(gòu)件,當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差出現(xiàn)下列情況之一時(shí),則該批構(gòu)件應(yīng)全部按單個(gè)構(gòu)件檢測:①當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度平均值小于25MPa時(shí)，＞4.5MPa；②當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度平均值不小于25MPa時(shí)，＞5.5MPa。數(shù)據(jù)計(jì)算流程測試砼回彈值測試砼碳化值平均回彈值平均碳化值去掉3個(gè)最大值3個(gè)最小值測區(qū)砼強(qiáng)度砼強(qiáng)度平均值<10個(gè)測區(qū)強(qiáng)度推定值=最小的測區(qū)強(qiáng)度換算值≥10個(gè)測區(qū)≤4.5或5.5批量檢測>4.5或5.5單個(gè)構(gòu)件檢測返回目錄7、其他問題一、泵送混凝土新規(guī)程給出了測強(qiáng)曲線，是進(jìn)步，但又指出“檢測時(shí)測區(qū)應(yīng)選在混凝土澆筑的側(cè)面”，因?yàn)椋罕盟突炷恋酌?、表面相差性能較大；曲線中關(guān)于底面、表面缺少足夠的具有說服力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對泵送混凝土樓板的強(qiáng)度如何測？7、其他問題二、碳化深度新混凝土碳化深度大：摻加摻和料易導(dǎo)致新混凝土碳化深度大。假性碳化，酸性脫模劑。強(qiáng)度低、養(yǎng)護(hù)差。周圍有酸性氣體源。7、其他問題影響碳化深度的因素1.環(huán)境條件：濕度25-75%，碳化快，其他較慢；在濕度相同的情況下，風(fēng)速大，碳化快；二氧化碳濃度，濃度越高，碳化越快（與CO2的平方根呈正比）。2.水泥品種普硅，碳化快。7、其他問題影響碳化深度的因素3.粗骨料輕質(zhì)骨料，碳化塊。4.水灰比水灰比大，碳化快。5.澆筑澆筑質(zhì)量好，碳化慢。7、其他問題影響碳化深度的因素6.養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)好，碳化慢。7.外加劑加入減水劑，碳化慢。7、其他問題三、齡期問題1.低于14d的早齡期混凝土的檢測：尚無較好的方法或措施。2.高于1000d（1100d）的長齡期混凝土的檢測鉆芯法修正7、其他問題四、表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測火災(zāi)凍傷受化學(xué)物質(zhì)侵蝕內(nèi)部有缺陷三、地基承載力檢測技術(shù)地基承載力檢測技術(shù)橋涵地基的容許承載力，可根據(jù)地質(zhì)勘測（室內(nèi)土工試驗(yàn)）、原位測試、野外荷載試驗(yàn)、鄰近舊橋涵調(diào)查對比，以及既有的建筑經(jīng)驗(yàn)和理論公式的計(jì)算綜合分析確定。常用的原位測試方法包括：載荷試驗(yàn)(平板載荷試驗(yàn)PLT和螺旋板載荷試驗(yàn)SPIT)；靜力觸探(圓錐靜力觸探CPT和孔壓靜力觸探CPTU)；動(dòng)力觸探(圓錐動(dòng)力觸探DPT和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)SPT)；十字板剪切試驗(yàn)(VST)；旁壓試驗(yàn)(預(yù)鉆旁壓試驗(yàn)PMT和自鉆旁壓試驗(yàn)SBP)；現(xiàn)場剪切試驗(yàn)(SST)；波速試驗(yàn)(單孔檢層法:上孔或下孔法；跨孔法；面波法)等。四、鋼筋位置及保護(hù)層厚度檢測1.

鋼筋位置及保護(hù)層厚度檢測目的及意義

鋼筋綁扎是混凝土結(jié)構(gòu)工程的“中間工序”、“隱蔽工程”《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)

指出“鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、防火等性能”，必須抽取一定數(shù)量的梁、板類構(gòu)件進(jìn)行鋼筋保護(hù)層厚度的測試作為結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)的一個(gè)內(nèi)容。結(jié)構(gòu)鋼筋掃描技術(shù)主要有電磁感應(yīng)法鋼筋保護(hù)層厚度測試儀和混凝土雷達(dá)儀兩大類，且均已收入建設(shè)部新標(biāo)準(zhǔn)《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》JGJ/T152-2008。2.

檢測原理及儀器

2.1、電磁感應(yīng)法1、定義：用電磁感應(yīng)原理檢測混凝土中鋼筋位置、直徑及混凝土保護(hù)層厚度的方法。2、檢測原理儀器的傳感器產(chǎn)生交變電磁場，該電磁場作用于被測結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，當(dāng)遇到結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的金屬介質(zhì)，則產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的感生電磁場，儀器傳感器接收到感生電磁場并轉(zhuǎn)化為電信號，從而可以判斷鋼筋的位置、保護(hù)層厚度和鋼筋直徑等。

電磁感應(yīng)法檢測原理

儀器接收信號E的強(qiáng)弱和鋼筋直徑D、鋼筋深度y都有關(guān)系，采用公式表達(dá)如下：E=F[D,x,y]當(dāng)傳感器位于鋼筋正上方時(shí)接收信號最強(qiáng)，因此通過傳感器在被測鋼筋上方移動(dòng)時(shí)接收信號的強(qiáng)弱，可以判斷鋼筋的位置。從檢測技術(shù)考慮，信號峰值的判斷只能在接收信號越過峰值后出現(xiàn)下降趨勢的時(shí)候才能判斷，所以鋼筋位置的自動(dòng)判定是在傳感器越過了鋼筋正上方后才能肯定，這種現(xiàn)象稱之為“鋼筋掃描的滯后效應(yīng)”。

對于同一根鋼筋，變換檢測模式，可以得到兩個(gè)強(qiáng)弱不同的信號E1、E2，解此聯(lián)立方程組：

即可得出鋼筋保護(hù)層厚度和直徑。

目前儀器實(shí)現(xiàn)變換檢測模式的方法一般有以下兩種：一種是正交測量法，傳感器置于被測鋼筋上方，在與鋼筋平行和垂直的方向上各測量一次，通過所測得的信號強(qiáng)弱差異，經(jīng)分析得出鋼筋直徑。該方法因傳感器需要改變位置，引入了兩次的測量誤差。另一種是內(nèi)部切換法，當(dāng)傳感器置于鋼筋正上方時(shí)，儀器自動(dòng)切換傳感器的測量狀態(tài)，進(jìn)行兩次測量，得出鋼筋直徑。該方法不需要變換傳感器位置，減少了人為操作所帶來的測量誤差，比較快捷方便。檢測儀器

儀器型號廠家顯示模式保護(hù)層厚度測試精度(mm)測試范圍精度Profometer4瑞士Proceq公司數(shù)顯0～300±1HRRebarLocator美國James儀器公司數(shù)顯最大250±3RebarDatascan美國James儀器公司數(shù)顯最大300mm150mm下±2%或±2.5mmMicroCovermeter英國KOLECTRIC公司數(shù)顯5～40±2CM9英國Oxford公司數(shù)顯最大200±1CM52英國Oxford公司數(shù)顯最大100±1HBY-84A山東三聯(lián)電子公司指針最大60±1KON-RBL北京康科瑞儀器公司數(shù)顯0～100±1GBH-1汕頭超聲儀器廠指針10～120±3GBY-1A交通部公路科學(xué)研究所數(shù)顯最大1800～60：±160～120：±3ZBL-R620北京智博聯(lián)科技有限公司數(shù)顯最大1806～59：±160～69：±2檢測儀器檢測儀器2.2雷達(dá)法

定義：通過發(fā)射和接收到的毫微秒級電磁波來檢測混凝土中鋼筋位置、混凝土保護(hù)層厚度的方法。

檢測原理雷達(dá)波檢測具有如下的技術(shù)特點(diǎn)：⑴對混凝土有很強(qiáng)的穿透能力，可測較大深度。⑵可實(shí)現(xiàn)非接觸探測，可作實(shí)時(shí)檢測，探測速度快。⑶通過減小波長和增大頻率寬度，實(shí)現(xiàn)高分辨力的探測。

國內(nèi)常見雷達(dá)儀技術(shù)性能

儀器型號廠家技術(shù)性能JEJ-60BFNJJ-85ANJJ-95A日本JRC公司⒈測試深度5mm～200mm⒉間距分辨率:60mm深度下φ10鋼筋80mm⒊一次測試距離為5mNoggin250加拿大Sensors&Software公司⒈可配置250MHz～1200MHz的不同天線⒉采用筆記本電腦，配有采集分析軟件RIS-K2意大利RIS公司⒈具有10MHz～2000MHz等各種頻率天線⒉具有MF、S、Hiress等各種天線陣⒊配備專用處理軟件雷達(dá)儀3.

檢測技術(shù)

一、

一般規(guī)定1、不適用于含有鐵磁性原材料的混凝土中鋼筋的檢測。2、根據(jù)鋼筋設(shè)計(jì)資料，確定檢測區(qū)域鋼筋的可能分布狀況，選擇適當(dāng)?shù)臋z測面。檢測面應(yīng)清潔、平整，并避開金屬預(yù)埋件。3、對于具有飾面層的構(gòu)件，應(yīng)清除飾面層后在混凝土面上進(jìn)行檢測。4、鉆孔、剔鑿的時(shí)候不得損壞鋼筋，實(shí)測采用游標(biāo)卡尺，量測精度為0.1mm。二、電磁感應(yīng)法檢測

1、鋼筋位置檢測嚴(yán)格意義的“鋼筋位置”應(yīng)該是指由鋼筋三維方向的坐標(biāo)所確定的位置，包含了鋼筋排列方式和保護(hù)層厚度。但一般意義上的鋼筋位置檢測僅指從混凝土構(gòu)件表面經(jīng)過儀器掃描檢測確認(rèn)鋼筋排列方向、軸線位置。不包括保護(hù)層厚度，或者說對保護(hù)層厚度的精度要求不高。

對于一定深度的鋼筋，當(dāng)鋼筋軸線與儀器傳感器軸線平行且垂直距離最小時(shí)，傳感器的響應(yīng)信號最強(qiáng)。

對于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋位置的檢測，最好應(yīng)具備一定的結(jié)構(gòu)知識，并結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙等資料判斷構(gòu)件中鋼筋的走向，盡可能使儀器傳感器以平行于鋼筋軸線的方向掃描。掃描中應(yīng)盡可能避開垂直方向的鋼筋以免干擾。

當(dāng)對結(jié)構(gòu)中鋼筋排列方向不是很明確的時(shí)候，可以采用所謂的“旋轉(zhuǎn)掃描法”：首先沿直線勻速移動(dòng)傳感器，當(dāng)儀器提示找到一根鋼筋時(shí)，在附近位置左右旋轉(zhuǎn)傳感器，找到信號最大的位置，此時(shí)傳感器軸線即與鋼筋軸線平行；然后保持傳感器角度不變，平行移動(dòng)傳感器，找到信號最大的位置，即是鋼筋的準(zhǔn)確位置。旋轉(zhuǎn)掃描法適用于不能判斷鋼筋大致布局和走向的特殊構(gòu)件。

2、

保護(hù)層厚度檢測保護(hù)層厚度檢測應(yīng)該在鋼筋準(zhǔn)確定位的基礎(chǔ)上進(jìn)行，即按上述步驟，確定鋼筋軸線位置后，將傳感器平行放置于鋼筋正上方，儀器即可顯示保護(hù)層厚度值。

儀器顯示的保護(hù)層厚度值是鋼筋深度和直徑的函數(shù)，因此為準(zhǔn)確測得保護(hù)層厚度，還應(yīng)該在儀器上準(zhǔn)確設(shè)置鋼筋直徑。保護(hù)層厚度的測量準(zhǔn)確程度還受相鄰鋼筋、混凝土原材料(主要是骨料)是否含鐵磁性物質(zhì)、鋼筋材質(zhì)等因素影響，其中相鄰鋼筋的影響最大。

3、保護(hù)層厚度檢測操作步驟

⑴檢測前，應(yīng)對儀器進(jìn)行預(yù)熱和調(diào)零。檢測過程中，應(yīng)適時(shí)核查儀器的零點(diǎn)狀態(tài)。⑵進(jìn)行鋼筋位置檢測前，宜結(jié)合設(shè)計(jì)資料了解鋼筋布置狀況。檢測時(shí)，應(yīng)避開鋼筋接頭和綁扎絲，鋼筋間距應(yīng)滿足儀器的要求。探頭在檢測面上移動(dòng)，直到儀器保護(hù)層厚度示值最小，此時(shí)探頭中心線與鋼筋軸線應(yīng)重合，在相應(yīng)位置做好標(biāo)記。按上述步驟將相鄰的其它鋼筋位置逐一標(biāo)出。

⑶鋼筋位置確定后進(jìn)行保護(hù)層厚度的檢測：①設(shè)定儀器量程范圍及鋼筋直徑，沿被測鋼筋軸線選擇相鄰鋼筋影響較小的位置，并應(yīng)避開鋼筋接頭和綁扎絲，讀取保護(hù)層厚度檢測值。在每根鋼筋的同一位置重復(fù)檢測1次，讀取數(shù)值。②對同一處讀取的2個(gè)保護(hù)層厚度值相差大于1mm時(shí)，該組檢測數(shù)據(jù)無效，并應(yīng)查明原因，在該處重新進(jìn)行檢測，如2個(gè)保護(hù)層厚度值相差仍大于1mm，則應(yīng)該更換檢測儀器或采用鉆孔、剔鑿的方法核實(shí)。

注：大多數(shù)儀器要求鋼筋直徑已知方能準(zhǔn)確檢測保護(hù)層厚度，此時(shí)儀器必須按照鋼筋實(shí)際直徑對應(yīng)進(jìn)行設(shè)置。③當(dāng)實(shí)際保護(hù)層厚度值小于儀器最小示值時(shí)，應(yīng)采用在探頭下附加墊塊的方法進(jìn)行檢測。墊塊對儀器檢測結(jié)果不應(yīng)產(chǎn)生干擾，表面應(yīng)光滑平整，其各方向厚度值偏差不應(yīng)大于0.1mm。所加墊塊厚度C0在計(jì)算保護(hù)層厚度時(shí)應(yīng)予扣除。

⑷

檢測鋼筋間距時(shí)，應(yīng)將設(shè)計(jì)間距相同的連續(xù)相鄰鋼筋一一標(biāo)出，不得遺漏，并不宜少于7根鋼筋，然后量測所有相鄰鋼筋的間距si，并記錄其間隔數(shù)。⑸遇到下列情況之一時(shí)，應(yīng)選取不少于30％的已測鋼筋且不應(yīng)少于6處（當(dāng)實(shí)際檢測數(shù)量不到6處時(shí)應(yīng)全部抽?。?，采用鉆孔、剔鑿等方法驗(yàn)證：①認(rèn)為相鄰鋼筋對檢測結(jié)果有影響；②鋼筋實(shí)際直徑未知或有異議；③鋼筋實(shí)際根數(shù)、位置與設(shè)計(jì)有較大偏差；④構(gòu)件飾面層未清除的情況下檢測鋼筋保護(hù)層厚度；⑤鋼筋以及混凝土材質(zhì)與校準(zhǔn)試件有顯著差異。三、雷達(dá)法檢測

檢測的時(shí)候必須根據(jù)被測結(jié)構(gòu)中鋼筋的排列特點(diǎn)，使雷達(dá)儀天線垂直于被測鋼筋移動(dòng)，儀器天線將接收的信號轉(zhuǎn)換成被測部位的斷面圖，直觀地顯示被測鋼筋的影像，然后可以將檢測結(jié)果打印出來或者利用儀器所配置的軟件進(jìn)行分析，可以得到被測部位斷面中的鋼筋間距、深度等參數(shù)。

典型的雷達(dá)法檢測結(jié)果

雷達(dá)法檢測的操作步驟

⑴根據(jù)被測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中鋼筋的排列方向，雷達(dá)儀探頭或天線沿垂直于被測鋼筋軸線方向掃描，儀器采集并記錄下被測部位的反射信號，經(jīng)過適當(dāng)處理后，儀器可顯示被測部位的斷面圖象，根據(jù)鋼筋的反射波位置來確定鋼筋間距si和保護(hù)層厚度值。⑵檢測鋼筋間距時(shí)，應(yīng)將設(shè)計(jì)間距相同的連續(xù)相鄰鋼筋一一標(biāo)出，不得遺漏，并不宜少于7根鋼筋，然后量測所有相鄰鋼筋的間距si，并記錄其間隔數(shù)。

⑶遇到下列情況之一時(shí)，應(yīng)選取不少于30％的已測鋼筋且不應(yīng)少于6處（當(dāng)實(shí)際檢測數(shù)量不到6處時(shí)應(yīng)全部抽?。?，采用鉆孔、剔鑿等方法驗(yàn)證。①認(rèn)為相鄰鋼筋對檢測結(jié)果有影響；②鋼筋實(shí)際根數(shù)、位置與設(shè)計(jì)有較大偏差或無資料可參考時(shí)；③混凝土含水率較高；④飾面層電磁性能與混凝土有較大差異；⑤鋼筋以及混凝土材質(zhì)與校準(zhǔn)試件有顯著差異。

4.

檢測數(shù)據(jù)處理

一、鋼筋保護(hù)層厚度上述檢測方法不涉及抽樣、結(jié)果評判等，均需依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002附錄E的規(guī)定進(jìn)行。該附錄規(guī)定：1、抽樣方法：對梁類、板類構(gòu)件，應(yīng)各抽取構(gòu)件數(shù)量的2%且不少于5個(gè)構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)；當(dāng)有懸挑構(gòu)件時(shí)，抽取的構(gòu)件中懸挑梁類、板類構(gòu)件所占比例均不宜小于50%。結(jié)構(gòu)部位，應(yīng)由監(jiān)理(建設(shè))、施工等各方根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性共同選定。2、檢測部位：對于梁類構(gòu)件，應(yīng)對全部縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度進(jìn)行檢驗(yàn)；對于板類構(gòu)件，應(yīng)抽取不少于6根縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度進(jìn)行檢驗(yàn)；對于每根鋼筋，應(yīng)在有代表性的部位測量1點(diǎn)。3、檢測方法：可采用非破損或者局部破損的方法，也可采用非破損方法并用局部破損方法進(jìn)行校準(zhǔn)。檢測誤差不應(yīng)大于1mm。4、指標(biāo)要求：縱向受力鋼筋的允許偏差，對梁類構(gòu)件為+10mm，-7mm，對板類構(gòu)件為+8mm，-5mm。5、結(jié)果評定：對梁類、板類構(gòu)件縱向受力鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)分別進(jìn)行驗(yàn)收。符合下列要求可按合格驗(yàn)收：⑴全部鋼筋保護(hù)層厚度檢驗(yàn)的合格點(diǎn)率不小于90%時(shí)，判定合格；⑵全部鋼筋保護(hù)層厚度檢驗(yàn)的合格點(diǎn)率小于90%但不小于80%時(shí)，可再抽取同樣數(shù)量的構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)兩次抽樣總和計(jì)算的合格點(diǎn)率必須不小于90%，才能判定為合格。⑶每次抽樣檢驗(yàn)結(jié)果中不合格點(diǎn)的最大偏差均不應(yīng)大于規(guī)范允許偏差的1.5倍。對于梁類構(gòu)件，也就是說不能大于+15mm，-10.5mm，對于板類構(gòu)件，不能大于+12mm，-7.5mm。

二、鋼筋位置檢測

鋼筋位置檢測主要是為了了解其間距，如樓板中縱向受力鋼筋間距是影響其承載能力的重要因素。鋼筋間距的計(jì)算相對較為簡單，可以根據(jù)一定長度內(nèi)有幾根鋼筋(幾個(gè)間隔)來計(jì)算平均間距，如鋼筋分布不均勻，最好將所測部位的鋼筋分布以繪圖形式記錄下來，并記錄每根鋼筋間距，以便整改。

構(gòu)件名稱保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值鋼筋編號保護(hù)層厚度值(mm)構(gòu)件名稱保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值鋼筋編號保護(hù)層厚度值(mm)構(gòu)件125mm130構(gòu)件230mm133232238328337429435522528625634構(gòu)件325mm133構(gòu)件430mm135236221332329433427531525633628構(gòu)件525mm133構(gòu)件630mm135227242326336422438524535626636分析：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，梁類構(gòu)件保護(hù)層厚度允許偏差為+10mm、-7mm；上表共計(jì)36個(gè)測點(diǎn)，其中偏差超過+10mm或-7mm的不合格測點(diǎn)有3個(gè)；則合格點(diǎn)率為：33/36×100%=91.7%；同時(shí)，不合格測點(diǎn)的最大正偏差為+12mm，最大負(fù)偏差為-9mm，均未超過允許偏差的1.5倍。因此該工程梁類構(gòu)件保護(hù)層厚度判為合格。數(shù)據(jù)同上，如果是樓板，則結(jié)果不一樣：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，板類構(gòu)件保護(hù)層厚度允許偏差為+8mm、-5mm；上表共計(jì)36個(gè)測點(diǎn)，其中偏差超過+8mm或-5mm的不合格測點(diǎn)有3個(gè)；則合格點(diǎn)率為：33/36×100%=91.7%；同時(shí)，不合格測點(diǎn)的最大正偏差為+12mm，最大負(fù)偏差為-9mm，其中負(fù)偏差超過允許偏差的1.5倍(-7.5)。因此該工程板類構(gòu)件保護(hù)層厚度判為不合格。五、超聲波法檢測樁基完整性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(jìn)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(dòng)測法的抽檢率可由工程設(shè)計(jì)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(shí)會波產(chǎn)生繞射、反射和折射，因而達(dá)到接收換能器時(shí)，根據(jù)聲時(shí)、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(gè)部分講解：聲學(xué)理論檢測技術(shù)測試方法工程實(shí)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(dòng)波動(dòng)是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式，波動(dòng)可分為兩大類：一類是機(jī)械波，它由于機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中引起的波動(dòng)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(dá)波等。聲波:是彈性介質(zhì)的機(jī)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(shí)，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(dòng)物體在一定位置附近作來回重復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為振動(dòng)，例如擺的運(yùn)動(dòng)、汽缸中活塞的運(yùn)動(dòng)、彈簧振子的運(yùn)動(dòng)等，這些是可以直接看到的振動(dòng)。又例如一切發(fā)聲體的運(yùn)動(dòng)、在高頻電壓激勵(lì)下壓電晶體的運(yùn)動(dòng)，這些是不易或不能直接看到的振動(dòng)。

相互間由彈性力聯(lián)系著的質(zhì)點(diǎn)所組成的物質(zhì)，稱為彈性介質(zhì)。需要進(jìn)行超聲檢驗(yàn)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(diǎn)所組成。如圖1-1所示。若這種介質(zhì)中任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)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(dòng)

1-質(zhì)點(diǎn)：2-小彈簧

進(jìn)一步來說明諧振動(dòng)

可以用彈簧振子來說明諧振動(dòng)。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(yùn)動(dòng)的影響。設(shè)物體在位置0時(shí)，彈簧作用在物體上的力是零。這個(gè)位置就是物體的平衡位置，若把物體向右移動(dòng)到位置B，這時(shí)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(shí)，彈簧的彈力等于零，但物體在返回時(shí)獲得了速度，由于慣性，它將繼續(xù)向左移動(dòng)。當(dāng)物體在平衡位置左邊時(shí)，彈簧被壓縮，物體所受彈性力是指向右方，即平衡位置。這時(shí)彈性力作用是阻礙物體運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，情況和上述向左移動(dòng)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(yùn)動(dòng)，即振動(dòng)。

取平衡位置0為X軸的原點(diǎn)，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?yàn)閗和質(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(dòng)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(dòng)稱為諧振動(dòng)。物體在彈性力作用下發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是諧振動(dòng)。諧振動(dòng)是最簡單最基本的振動(dòng)。任何復(fù)雜振動(dòng)都是由許多不同頻率的諧振動(dòng)所合成的。因?yàn)?,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(gè)恒量；

A——振幅，它是質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大位移；

t+

——振動(dòng)的相位。這是諧振動(dòng)中位移x和時(shí)間t的關(guān)系式，稱為諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程式，簡稱諧振動(dòng)方程式。

3、波的產(chǎn)生與傳播在彈性介質(zhì)中，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)機(jī)械振動(dòng)時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)質(zhì)點(diǎn)與其鄰近的質(zhì)點(diǎn)間有相互作用的彈性力聯(lián)系著，所以它的振動(dòng)將傳遞給與之相鄰近的質(zhì)點(diǎn)，使鄰近的質(zhì)點(diǎn)也同樣地發(fā)生振動(dòng)，然后振動(dòng)又傳給下一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，依次類推。這樣，振動(dòng)就由近及遠(yuǎn)向各個(gè)方向以一定速度傳播出去，從而形成了機(jī)械波。從上述可知，機(jī)械波的產(chǎn)生，首先要有做機(jī)械振動(dòng)的波（聲）源，其次要有傳播這種機(jī)械振動(dòng)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(kuò)展的水波。再舉二個(gè)實(shí)例

彈性橫波：手握繩子一端上下振動(dòng)，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(diǎn)的振動(dòng)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(diǎn)的振動(dòng)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。縱波又常稱“

P”波。縱波的傳播是依靠介質(zhì)時(shí)疏時(shí)密（即時(shí)而拉伸，時(shí)而壓縮）使介質(zhì)的容積發(fā)生變形引起壓強(qiáng)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(shí)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(diǎn)的振動(dòng)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(shí)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(shí)，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1-6橫波

（3）表面波：固體介質(zhì)表面受到交替變化的表面張力，使介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相應(yīng)的縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)，結(jié)果使質(zhì)點(diǎn)作這兩種振動(dòng)的合成振動(dòng)，即繞其平衡位置作橢圓振動(dòng)。橢圓振動(dòng)又作用于相鄰的質(zhì)點(diǎn)而在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，這種波稱表面波，常以“

R”表示。圖1-7為表面波傳播示意圖。圖中示出了瞬時(shí)的質(zhì)點(diǎn)位移狀態(tài)。右側(cè)的橢圓表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的軌跡。由圖可知，質(zhì)點(diǎn)只在xy平面內(nèi)作橢圓振動(dòng)而波在體表面（xz平面）沿x方向傳播。振動(dòng)的長軸垂直于波的傳播方向，短軸平行于波的傳播方向。表面波傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅隨深度的增加而迅速減小。當(dāng)深度等于2倍的波長時(shí)，振幅已經(jīng)很小了，因此，表面波多用于探測構(gòu)件表面的情況。

圖1-7表面波

表面波只能在固體中傳播。

5、波的形式

波的形式是根據(jù)波陣面的形狀來劃分的。如圖1-8所示，聲源在無限大且各向同性的介質(zhì)中振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)向各方面?zhèn)鞑?。傳播的方向稱為波線；在某一時(shí)刻振動(dòng)所傳到各點(diǎn)的軌跡稱為波前；介質(zhì)中振動(dòng)相應(yīng)相同的所有質(zhì)點(diǎn)的軌跡稱為波陣面。在任一確定的時(shí)刻，波前的位置總是確定的，只有一個(gè)波前，而波陣面的數(shù)目則是任意多的。

圖1-8波線、波前、波陣面

（a）平面波；（b）球面波；（c）柱面波

1-波線；2-波前；3-波陣面

按波陣面的形狀可以把波分成平面波、球面波和柱面波。（1）平面波：波陣面為平面的波稱為平面波，其振源是一個(gè)作諧振動(dòng)的無限大的平面。另外，從無窮遠(yuǎn)的點(diǎn)狀聲源（點(diǎn)源）傳來的波，其波陣面可視為平面，也可稱為平面波。（2）球面波：波振面為球面的波稱為球面波，其振源是一個(gè)點(diǎn)狀聲源。（3）柱面波：波陣面為同軸圓柱面的波稱為柱面波，其振源是一無限長的直柱形。6、波動(dòng)方程

用數(shù)學(xué)方程式來描述一個(gè)前進(jìn)中的波動(dòng)，即描述介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)相對于平衡位置的位移隨時(shí)間的變化，該數(shù)學(xué)方程式為波動(dòng)方程。由于諧振動(dòng)是最簡單的振動(dòng)，所以由它產(chǎn)生的余弦波是最簡單、最基本的波。因此，先討論余弦振動(dòng)在均勻介質(zhì)中傳播過程所形成的余弦波波動(dòng)方程。如1-9所示，設(shè)一平面余弦波在無吸收的無限均勻介質(zhì)中沿x軸的正向傳播，波速為υ0、設(shè)0為波線上任意一點(diǎn)，并取其為坐標(biāo)原點(diǎn)y軸為振動(dòng)位移，若0點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)作諧振動(dòng)，從（1.6）式可知，其振動(dòng)方程為：

(1.7)

式中：A—振幅；

—角頻率；

y0—質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間t時(shí)離開平衡位置的位移。圖1-9波動(dòng)方程推導(dǎo)

若是橫波，則位移方向與X軸垂直；如是縱波，則位移方向沿著X軸。設(shè)B為波線上另一任意點(diǎn)，離開原0的距離為x。因?yàn)檎駝?dòng)從0點(diǎn)傳播到B點(diǎn)需要的時(shí)間為x/ν，所以B點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間t的位置等于0點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間(t-x／ν)的位移，即

（1.8）

(1．8)式表示，在波線上任意一點(diǎn)（距原點(diǎn)距離為x）處的質(zhì)點(diǎn)在任一瞬時(shí)的位移，即沿x軸方向前進(jìn)的平面余弦的波動(dòng)方程。

波在一個(gè)周期T內(nèi)（或者說質(zhì)點(diǎn)完成一次振動(dòng)）所傳播的路程為波長，用

表示。根據(jù)周期和波速的定義，三者關(guān)系為：

=νT(1.9)

因?yàn)橹芷赥與頻率f互為倒數(shù)，所以(4.1.9)式也可寫為：

(1.10)

這是波速、波長、頻率間的基本關(guān)系。

不同類型的波在傳播過程中速度各不相同，且其聲速還取決于固體介質(zhì)的性質(zhì)（密度、彈性模量、泊松比），所以聲速是表征介質(zhì)聲學(xué)特性的一個(gè)參數(shù)。另外，聲通的大小還與固體介質(zhì)的邊界條件有關(guān)。

二、聲波在介質(zhì)中的傳播速度

1、縱波聲速

在無限大固體介質(zhì)中傳播的縱波聲速：

(1.11)

式中：E——楊氏彈性模量；

γ——泊松比；

ρ——密度。在有限固體介質(zhì)中傳播時(shí)，則形成制導(dǎo)波，其速度變小。

2、橫波聲速

在無限大固體介質(zhì)中傳播的橫波聲速：

(1.12)

式中：G——切變彈性模量。

3、材料的彈性參數(shù)與聲速值

下表列出了部分材料的彈性參數(shù)與聲速值。部分材料的彈性參數(shù)、聲速和特性阻抗

表3.1-2

通過對固體介質(zhì)聲速的討論可以看出：（1）介質(zhì)的彈性性能愈強(qiáng)即E或G愈大，密度ρ愈小，則聲速愈高。（2）把（1.11）、（1.12）兩式相除，得到縱、橫波速度之比：

(1.13)

對于一般固體介質(zhì)λ大約在0.33左右，故νp／νs≈2?；炷恋牟此杀冉橛?.20、0.30之間，因此νp／νs介于1.63～1.87之間，即在混凝土中，縱波速度為橫波速度的1.63～1.87倍。

聲波在無限大介質(zhì)中傳播只是在理論上成立。實(shí)際上任何介質(zhì)總有一個(gè)邊界。當(dāng)聲波在傳播中從一種介質(zhì)到達(dá)另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上，一部分聲波被反射，仍然回到原來介質(zhì)中，稱為反射波；另一部分聲波則透過界面進(jìn)入另一種介質(zhì)中繼續(xù)傳播，稱為折射波（透射波）。聲波透過界面時(shí)，其方向、強(qiáng)度、波型均產(chǎn)生變化。這種變化取決于兩種介質(zhì)的特性阻抗和入射波的方向?，F(xiàn)分垂直入射和傾斜入射兩種情況來討論。三、聲波在介質(zhì)界面的反射與透射

1、垂直入射（1）單一的平面界面

當(dāng)平面波垂直入射到一個(gè)光滑平面界面時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)與入射波方向相反的反射波和一個(gè)與入射波方向相同的透射波（圖1-10）。這是波入射到界面上時(shí)最簡單的情況。

先討論入射波、反射波和透射波聲壓之間的關(guān)系。在界面上，用反射波聲壓pr與入射波聲壓p0的比值表示聲壓反射率R，即：

(1.14)

用透射波聲壓Pd與入射波聲壓p0的比值表示聲壓透射率D即：

(1.15)

界面兩側(cè)兩種介質(zhì)的特性阻抗分別為Z1和Z2。（2）異質(zhì)薄層的反射與透射

當(dāng)聲波在一種介質(zhì)中傳播時(shí)，有時(shí)會遇到第二層介質(zhì)的薄層，如混凝土裂縫就是這種情況。這種情況下將產(chǎn)生多次反射與透射，情況要更復(fù)雜一些。2、傾斜入射

當(dāng)聲波在一種介質(zhì)中傾斜入射到另一介質(zhì)界面時(shí)，將產(chǎn)生方向、角度及波形的變化。和光的傳播類似，聲波在界面上方向和角度的變化服從反射定律和折射定律，如圖1-11。反射定律：入射角（i）的正弦與反射角（β）

的正弦之比等于入射波與反射波速度之比。由

于入射波與反射波在同一介質(zhì)中，其速度相等，

所以入射角等于反射角（i=β）。

折射定律：入射角（i）的正弦與折射角（θ）

的正弦之比等于入射波與折射波速度之比，即：

(1.16）圖1-11流體界面上聲波的反射與折射圖1-12固體界面上聲波的反射與折射

以上情況可以在流體（氣體、液體）的分界面看到。在這種情況下，介質(zhì)中只有單一的波-縱波出現(xiàn)。在固體介質(zhì)分界面的情況則復(fù)雜一些。當(dāng)一種波（例如縱波）入射到固體分界面時(shí)，不僅波方向發(fā)生變化且波型也發(fā)生變化，分離為反射縱波、反射橫波，折射縱波和折射橫波。各類波的傳播方向（即反射角與折射角）各不相同，如圖1-12所示。各種類型波的傳播方向的變化亦符合幾何光學(xué)中的反射定律和折射定律。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

(1.17)

ν1p,ν2p——縱波在第一、二介質(zhì)中的傳播速度；

ip,βp，θp

——縱波入射角、反射角、折射角；

βS，θS——橫波反射角、折射角。

增大入射波的入射角，則折射波的折射角亦隨之增大。如果入射波是縱波，且ν1p<ν2p則由（1.15）式可知，θp>ip,即折射角大于入射角。當(dāng)ip增大，θp也增大，當(dāng)θp＝90°時(shí)，此時(shí)的入射角叫第一臨界角，用符號i1；表示。顯然，當(dāng)入射角大于第一臨界角時(shí)，第二種介質(zhì)中只有折射橫波存在，如圖1-13。這是一種獲得橫波的方法。第一臨界角(1.18)

當(dāng)θ=90°時(shí)，此時(shí)的入射角叫第二臨界角，用符號i2表示，如圖1-14。第二臨界角(1.19)

圖1-13第一臨界角圖1-14第二臨界角

聲波在介質(zhì)中傳播過程中其振幅將隨傳播距離的增大而逐漸減小的現(xiàn)象為衰減。聲波衰減的大小及其變化不僅取決于所使用的超聲頻率及傳播距離，也取決于被檢測材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能。因此研究聲波在介質(zhì)中的衰減情況將有助于探測介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能。四、聲波在傳播過程中的衰減

固體材料中聲波衰減主要有以下幾個(gè)方面的原因：

（1）吸收衰減：聲波在固體介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)的粘滯性而造成質(zhì)點(diǎn)之間的內(nèi)摩擦，從而使一部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/p>

（2）散射衰減：當(dāng)介質(zhì)中存在顆粒狀結(jié)構(gòu)（如固體介質(zhì)中的顆粒、缺陷、摻雜物等）而導(dǎo)致聲波能量的衰減。如在混凝土中一方面其中的粗骨料構(gòu)成許多聲學(xué)界面，使聲波在這些界面上產(chǎn)生多次反射、折射和波型轉(zhuǎn)換；另一方面微小顆粒在超聲波的作用下產(chǎn)生新的震源，向四周發(fā)射聲波，使聲波能量的擴(kuò)散到達(dá)最大。

（3）擴(kuò)散衰減：聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波束都有一定的擴(kuò)散角。波束的擴(kuò)散，導(dǎo)致能量的逐漸分散，從而使單位面積的能量隨傳播距離的增加而減弱。

致密、強(qiáng)度高的混凝土聲衰減系數(shù)小，相對接收波幅大；強(qiáng)度低或存在缺陷混凝土衰減系數(shù)大，相對接收波幅小。當(dāng)混凝土質(zhì)量差或存在缺陷時(shí)接收到的聲信號中高頻已損失，頻率變低。

五、混凝土中的聲波特性

聲學(xué)原理中所討論的聲波指的都是連續(xù)的余弦波，而實(shí)際上超聲儀發(fā)射換能器所發(fā)射的超聲波卻是脈沖超聲波。脈沖超聲波有以下特點(diǎn)：

（1）重復(fù)間斷發(fā)射。發(fā)射換能器發(fā)出的超聲波不是連續(xù)不斷的，而是以一定重復(fù)頻率（100Hz或50Hz）間斷地發(fā)射出一組組超聲脈沖波，如圖1-15所示。這就是所謂超聲脈沖波。

雖然脈沖波與連續(xù)波不一樣，但是前面所推導(dǎo)的單一界面的反射率和透射率公式仍然能適用。至于異質(zhì)薄層的反射率和透射率的公式只有在異質(zhì)薄層相對于脈沖寬度很窄時(shí)（例如裂縫），脈沖波相當(dāng)于連續(xù)波時(shí)，該式才適用。

（2）脈沖超聲波不具有單一頻率而是所謂復(fù)頻波。

也就是說，這一組超聲波由許多不同頻率的余弦波組成。當(dāng)然，它也有其固有的主頻率，這就是換能器上的標(biāo)稱頻率。這種復(fù)頻超聲波在有頻散現(xiàn)象的介質(zhì)中傳播時(shí)，各種頻率成分的波將以不同速度傳播，這就使得脈沖波形將隨傳播距離的增大而發(fā)生畸彎，變成如圖1-16所示，脈沖開始部分的頻率比后面部分要高，后面愈來愈平坦變寬。圖1-15超聲脈沖波圖1-16脈沖傳播過程中的畸變

由于聲波的衰減與頻率有關(guān)，頻率越高衰減越大，因此在脈沖超聲波傳播時(shí)由于衰減將引起主頻率向低步側(cè)的漂移，即所謂頻漂。

第二部分檢測技術(shù)超聲波檢測混凝土缺陷的基本原理超聲波檢測混凝土灌注樁完整性方法的適用范圍超聲波檢測儀器與設(shè)備

采用超聲脈沖檢測混凝土缺陷的基本依據(jù)是，利用脈沖波在技術(shù)條件相同（指混凝土的原材料、配合比、齡期和測試距離一致）的混凝土中傳播的時(shí)間（或速度）、接收波的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對變化來判定混凝土的缺陷。一、超聲波法檢測混凝土缺陷的基本原理

超聲脈沖波在混凝土中傳播速度的快慢，與混凝土的密實(shí)度有直接關(guān)系，對于原材料、配合比、齡期及測試距離一定的混凝土來說，聲速高則混凝土密實(shí)，相反則混凝土不密實(shí)。當(dāng)有空洞或裂縫存在時(shí)，便破壞了混凝土的整體性，超聲脈沖波只能繞過空洞或裂縫傳播到接收換能器，因此傳播的路程增大，測得的聲時(shí)必然偏長或聲速降低。另外，由于空氣的聲阻抗率遠(yuǎn)小于混凝土的聲阻抗率，脈沖波在混凝土中傳播時(shí)，遇到蜂窩、空洞或裂縫等缺陷，便在缺陷界面發(fā)生反射和散射，聲能被衰減，其中頻率較高的成分衰減更快，因此接收信號的波幅明顯降低，頻率明顯減小或頻率譜中高頻成分明顯減少。再者經(jīng)過缺陷反射或繞過缺陷傳播的脈沖波信號與直達(dá)波信號之間存在聲程和相位差，疊加后互相干擾，致使接收信號的波形發(fā)生畸變。

根據(jù)上述原理，可以利用混凝土聲學(xué)參數(shù)測量值和相對變化綜合分析，判別其缺陷的位置和范圍，或估算缺陷的尺寸。二、超聲波檢測混凝土灌注樁完整性方法的適用范圍

基樁聲波透射法是一種檢測混凝土灌注樁完整性的有效手段，它是利用聲波的透射原理對樁身混凝土介質(zhì)狀況進(jìn)行檢測，因此僅適用于在灌注成型過程中已經(jīng)埋了兩根或兩根以上聲測管的基樁。

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)射并接收，可以測出被測混凝土介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)。由于超聲波在混凝土中遇到缺陷時(shí)會產(chǎn)生繞射、反射和折射，因而到達(dá)接收換能器的聲時(shí)、波幅及主頻發(fā)生改變。超聲波法就是利用這些聲波特征參數(shù)來判別樁身的完整性。

對跨孔透射法，當(dāng)樁徑較小時(shí)，聲測管間距也較小，其測試誤差相對較大，同時(shí)預(yù)埋聲測管可能引起附加的灌注樁施工質(zhì)量問題。因此，超聲波檢測方法適用于檢測直徑不小于800mm的混凝土灌注樁的完整性，它包括跨孔透射法和單孔折射法。單孔折射波法是根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對基樁的質(zhì)量要求，檢測鉆芯孔孔壁周圍的混凝土質(zhì)量。

用超聲波法檢測鉆孔灌注樁完整性的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)果準(zhǔn)確可靠，不受樁長、樁徑限制，無盲區(qū)（聲測管范圍內(nèi)都可檢測），可測樁頂?shù)蛷?qiáng)區(qū)和樁底沉渣厚度，樁頂不露出地面即可檢測，方便施工，也可粗略估測混凝土強(qiáng)度。

1、超聲波儀超聲波儀是混凝土灌注樁缺陷檢測的基本裝置。它的作用是產(chǎn)生重復(fù)的電脈沖并激勵(lì)發(fā)射換能器。發(fā)射換能器發(fā)射的超聲波經(jīng)耦合進(jìn)入混凝土，在混凝土中傳播后被接收換能器接收并轉(zhuǎn)換為電信號，電信號送至超聲儀，經(jīng)放大后顯示在示波屏上。自60年代開始生產(chǎn)第一代電子管超聲儀至今已發(fā)展為第四代智能數(shù)字式超聲儀，見下表：三、超聲波檢測儀器與設(shè)備

超聲波儀的發(fā)展概況

超聲波儀的發(fā)展概況表3.2-1

超聲波儀的發(fā)展概況