水工混凝土建筑物(缺陷检测)详解.ppt

第四章 水工混凝土裂缝检测 第一节 概 述 裂缝按深度不同分为：表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝； 按裂缝开度变化分为：死缝（其宽度和长度不再变化）、活缝(其宽度随外界环境条件和荷载条件变化而变化,长度不变或变化不大)和增长缝(其宽度或长度随时间而增长)； 按产生原因分为：温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、超载裂缝、碱骨料反应裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。 第二节 超声波检测混凝土裂缝深度（平测法） 使用条件 只适用于测量混凝土建筑物中深度不大于50cm的裂缝。裂缝内有水或穿过裂缝的钢筋太密时不适用该方法。 图 4－1 裂 缝 深 度 测 试 一、基本原理 利用超声波绕过裂缝末端的传播时间(简称声时)来计算裂缝深度。 如图4-1所示，若换能器对称地置于裂缝两侧，测得传播时间为tl(超声波绕过裂缝末端所需的时间)。设混凝土波速为v，可得：t1v/2=AD。则裂缝深度为： 若换能器平置于无缝的混凝土表面上,相距同样为d，测得传播时间为t0，则t0v=d，代人式(4-1)，则可得： 二、检测步骤 （1）无缝处平测声时和传播距离的计算。 主要确定在无缝混凝土中的波速。 ① 将发、收换能器平置于裂缝附近有代表性的、质量均匀的无缝混凝土表面上，两换能器内边缘相距为d＇； ② 在不同的d′值（如5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm等,必要时再适当增加）的情况下，分别测读出相应的传播时间t0； ③以距离d′为纵坐标，时间为t0为横坐标,将数据点绘在坐标纸上； ④若被测处的混凝土质量均匀、无缺陷,则各点应大致在一条不通过原点的直线上； ⑤ 根据图形计算出这条直线的斜率（用直线回归计算法)，即为超声波在该处混凝土中的传播速度V； ⑥ 按公式d=t0V计算出发、收换能器在不同t0值下相应的超声波传播距离d（d略大于d′）。 （2）绕缝传播时间的测量。 1）垂直裂缝。 ① 将发、收换能器平置于混凝土表面上裂缝的各一侧,并以裂缝为轴对称，两换能器中心的连线应垂直于裂缝的走向。 ② 沿着同一直线，改变换能器边缘距离d‘。在不同的d′值（如5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm等）的情况下，分别读出相应的绕裂缝传播时间t1。 2) 倾斜裂缝。 ① 如图4-2所示，先将发、收换能器分别布置在A、B位置（对称于裂缝顶)，测读出传播时间t1； ② 然后A换能器固定，将B换能器移至C，测读出另一传播时间t2。以上为一组测量数据。 ③ 改变AB、AC距离,即可测得不同的几组数据。 裂缝倾斜方向判断 如图4-3所示，将一只换能器B靠近裂缝，另一只位于A处，测传播时间。 接着将B换能器向外稍许移动，若传播时间减小，则裂缝向换能器移动方向倾斜； 若传播时间增加，则进行固定B移动A的反方向检验。 三、检测结果处理 （1）垂直裂缝深度按式（4－3）计算： （4－3） 式中 h一垂直裂缝深度,cm； tl一绕缝的传播时间,μs； t0一相应的无缝平测传播时间,μs； d一相应的换能器之间声波的传播距离,d=t0v，cm。 根据换能器在不同距离下测得的t1、t0和d值,可算出一系列的h值。把dh和d2h的数据舍弃，取其余(不少于两个)h值的算术平均值作为裂缝深度的测试结果。 (2)倾斜裂缝深度用作图法求得。 如图4-4所示,在坐标纸上按比例标出换能器及裂缝顶的位置（按超声传播距离d计）。 以第一次测量时两换能器位置A、B为焦点，以t1v为两动径之和作一椭圆； 再以第二次测量时两换能器的位置A、C 为焦点，以t2v为两动径之和作另一椭圆； 两椭圆的交点E即为裂缝末端，DE为裂缝深度h。 图4-4 斜缝深度图解法 四、注意事项 （1）测试时,换能器必须与混凝土藕合良好。 （2）当有钢筋穿过裂缝时,发、收换能器的布置应使换能器连线离开钢筋轴线。离开的最短距离宜为裂缝深度的1.5倍。 （3）在测量绕缝传播时间时,应读取第一个接收信号。有时因换能器与混凝土藕合不良等原因,使第一个信号微弱,误读了后面的叠加信号,将