基于冲击回波等效波速法检测套筒灌浆缺陷的技术研究
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２ 冲击 回波等效波速法
２．１基 本 原理 冲击回波法在检测过程 中不受金属物的影响 ，避
免 了超声波测试 中遇 到的高强信号衰减 和过 多杂波 干 扰 问题 ，检测 条 件相 对 宽松 。随着 冲击 回波 法 的进 一 步 发 展 ，冲击 回波 等 效 波速 法 的概 念 被 提 出 ，该 方 法 基 本 原 理 为 ：根 据 冲击 弹 性 波 在 缺 陷部 位 发 生绕 射 ，传播时间增长 ，相应的等效波速降低 ，以等效波速 变化来判断灌浆质量情况 。该方法可以更为直观的对 套筒 内部的灌浆质量进行判断 ，便于在实际工程应用 中推 广圆。
内外 尚没有 可靠的套 筒灌浆质量 非破损检 测手段 。文章采 用冲
击 回波等效波速 法对墙体 内部 不 同埋 置位置 以及 双排布 置的 套 筒进行 了实际工程应 用的验证 。结果表 明 ，使 用冲击回波法
可直观 、快 速准确地检 测套 筒灌浆缺 陷，并且 回波法 （Ｉｍｐａｃｔ—ｅｃｈｏ Ｍｅｔｈｏｄ，简称 ＩＥ法 ）是 目前应用较为广泛 ，冲击 回波法 曾被加拿大学者马尔 霍察 列 为 最有前 途 的 现场 检测 方 法 之一 。在 ２０世 纪 ８０年 代 ，美 国康 奈 尔 大 学 （Ｃｏｍｅｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）和 美 国 国 家 标 准 技 术 研 究 院 （Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮＩＳＴ）率先提 出运用冲击 回 波法 （Ｉｍｐａｃｔ—Ｅｃｈｏ，ＩＥ）对 混凝 土和砌体 结构 进行无 损 检测 评 估 。美 国 的 Ｓａｎｓａｌｏｎｅ和 Ｃａ ｒｉｎｏ在 上 世 纪 ８０ 年代 末 ，将 冲击 回波法 由波形 判 断 测试 缺 陷转 换 到解 析波形 的频率来判断是否存在缺陷，使得冲击 回波法 取 得 了突 破性 的进 展 ，使 得该 方 法 开始 应 用 在现 场测 试 阶 段 。 ２０ 世 纪 ９０ 年 代 ，Ｃａｒｉｏ教 授 和 Ｍａｒｒｙ Ｓａｎｓａｌｏｎｅ教授相继发现冲击 回波法 由于其 良好 的穿 透性 ，在用于检测灌浆管道内部灌浆缺陷时具有一定 的可行 性 ，利 用不 同介质 波 阻抗 不 同所 以在 不 同介 质
其判断依据为 ：根据管道位置反射信号的有无 以 及弹 性波 在 所测 构件 对 边 （相 对 于测 试 边 的另 一端 ） 的反 射 时 间的长 短便 可 以判 定灌 浆 缺 陷的有 无 。当孔 道灌浆存在缺陷时 ，可根据弹性波的反射特性来判断 缺孔 道 内的灌 浆质 量状 况 。当击 振 的 弹性 波遇 到试 件 内部 缺 陷 时 ，激 振 的弹 性 波就 会绕 过 缺 陷 到达 测试 面 另 一 端 ，再 经 由另 一 端 反射 回来 ，同样 需 要 绕 过 缺 陷 区域 ，这就 造 成 弹 性 波 的传 播 路 径 延 长 ，由传 感 器 接 收 到 的弹性 波 时 间也会 变 长 ，这便 意 味着 弹性 波 在墙 板传播过程 中的等效波速降低。当孔道灌浆密实时 ， 弹性 波 波 速与 构件 密 实处 波 速相 近 Ｉ４］。原理 示 意 图如 图 １所 示 。本 文 主要 研究 冲击 回波法 应用 于套 筒 灌浆 缺 陷 检测在 实 际 工程 中 的应用 及其 可行 性 分 析 。 ２．２ 测试 仪器 与方 法
现场 测 试 采 用定 位 测 试 的方 法 进 行 ，在 灌 浆 套 筒 正 上 方 沿套 筒方 向布置 测线 ，并在 测 线 区域 套筒 以外 的 墙 板 板 中位置 布 置测 点用 作 对 比 ，定位 测 试示 意 图如 图 ２所 示 。沿着 套筒 测 线走 向对 套筒 内部 的压浆 情 况 以扫描的形式进行连续测试 ，采取激振和受信方式通 过反射信号的特性测试管道 内部灌浆状况。当测点处 于空孔道或有灌浆缺陷的孔道上方时 ，弹性波传播距 离增加 ，时间延长。若套筒内部灌浆密实 ，相应的时间 相对 于墙 板 中心 位 置没 有变 化 。通 过相 应 的频谱 解 析
关键 字 ：灌浆套筒 ；无损检测 ；灌浆缺陷 ；冲击回波法
中 图分 类 号 ：ＴＵ５０２
文 献标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００７－７３５９（２０１８）０５—０３２０—０３
ＤＯＩ：１０．１６３３０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７—７３５９．２０１８．０５．１４Ｏ
１ 引言
近 年来 ，装 配 式混 凝 土结 构 发 展 迅 速 ，但 是 也 存 在很多制约其发展的因素 ，其 中装配式构件之间的接 连便是关键因素之一 。钢筋套筒灌浆连接是在装配式 混 凝 土结 构 常用 的钢 筋 连接 方 式 ，套筒 灌 浆 连接 为 隐 蔽 工 程 。钢 筋套 筒灌 浆 连接 结构 为 多层 金 属和 非金 属 介质交替 ：套筒外部为混凝土 ，内部为连接钢筋 ，套筒 和钢筋之 间的空腔灌注高强无 收缩灌浆料完成上下 两个 构件 的连接 。灌 浆 质量 直 接影 响其 连 接处 的受 力 性 能 以及 结 构 的整体 稳 定性 【”。因此 ，需 要 一种 行之 有 效 的方 法 在 不 破 坏 原 有 结 构 的前 提 下 来 对 套 筒 内部 的灌 浆 质量 进行 鉴 定 。
作者简介 ：赵 量 （１９８２一），男 ，山东济南人 ，本科 ，学 士；工程师 ，专业方
国 向：桩基检 测与住宅产业方 面检测 。
交 界面 应力 波 会发 生相 位 的改变 的 ，得 到 的频 率 不 同 的性 质 ，并 通 过 大 量 试 验 总 结 出 了波 速 和 板 厚 的标 准 ，并 成功 地运 用 于工 程 实践 中闭。美 国佛 罗里 达 大学 Ｒｉｎｋｅｒ教授等研究指出 ，ＩＥ法是最有能力评估孔道 壁 为铁 质 的孔 道 内压浆 情况 的方法 ［３１。
翠莲鹱 基 于冲击 回波等效波速 法检测套简灌浆缺 陷的技术研究
赵 量 ，吴 志 新 ，孟威 ，魏 广 硕
（安徽省建筑科学研究设计院 ，安徽 合肥 ２３０００ １）
摘 要 ：节 点采 用套 筒灌浆连接 的装配式 结构 ，其 套 筒灌浆质
量 直 接 影 响 节 点 处 的 受 力性 能 以及 结 构 的整 体 稳 定 性 。目前 国
２．１基 本 原理 冲击回波法在检测过程 中不受金属物的影响 ，避
免 了超声波测试 中遇 到的高强信号衰减 和过 多杂波 干 扰 问题 ，检测 条 件相 对 宽松 。随着 冲击 回波 法 的进 一 步 发 展 ，冲击 回波 等 效 波速 法 的概 念 被 提 出 ，该 方 法 基 本 原 理 为 ：根 据 冲击 弹 性 波 在 缺 陷部 位 发 生绕 射 ，传播时间增长 ，相应的等效波速降低 ，以等效波速 变化来判断灌浆质量情况 。该方法可以更为直观的对 套筒 内部的灌浆质量进行判断 ，便于在实际工程应用 中推 广圆。
内外 尚没有 可靠的套 筒灌浆质量 非破损检 测手段 。文章采 用冲
击 回波等效波速 法对墙体 内部 不 同埋 置位置 以及 双排布 置的 套 筒进行 了实际工程应 用的验证 。结果表 明 ，使 用冲击回波法
可直观 、快 速准确地检 测套 筒灌浆缺 陷，并且 回波法 （Ｉｍｐａｃｔ—ｅｃｈｏ Ｍｅｔｈｏｄ，简称 ＩＥ法 ）是 目前应用较为广泛 ，冲击 回波法 曾被加拿大学者马尔 霍察 列 为 最有前 途 的 现场 检测 方 法 之一 。在 ２０世 纪 ８０年 代 ，美 国康 奈 尔 大 学 （Ｃｏｍｅｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）和 美 国 国 家 标 准 技 术 研 究 院 （Ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮＩＳＴ）率先提 出运用冲击 回 波法 （Ｉｍｐａｃｔ—Ｅｃｈｏ，ＩＥ）对 混凝 土和砌体 结构 进行无 损 检测 评 估 。美 国 的 Ｓａｎｓａｌｏｎｅ和 Ｃａ ｒｉｎｏ在 上 世 纪 ８０ 年代 末 ，将 冲击 回波法 由波形 判 断 测试 缺 陷转 换 到解 析波形 的频率来判断是否存在缺陷，使得冲击 回波法 取 得 了突 破性 的进 展 ，使 得该 方 法 开始 应 用 在现 场测 试 阶 段 。 ２０ 世 纪 ９０ 年 代 ，Ｃａｒｉｏ教 授 和 Ｍａｒｒｙ Ｓａｎｓａｌｏｎｅ教授相继发现冲击 回波法 由于其 良好 的穿 透性 ，在用于检测灌浆管道内部灌浆缺陷时具有一定 的可行 性 ，利 用不 同介质 波 阻抗 不 同所 以在 不 同介 质
其判断依据为 ：根据管道位置反射信号的有无 以 及弹 性波 在 所测 构件 对 边 （相 对 于测 试 边 的另 一端 ） 的反 射 时 间的长 短便 可 以判 定灌 浆 缺 陷的有 无 。当孔 道灌浆存在缺陷时 ，可根据弹性波的反射特性来判断 缺孔 道 内的灌 浆质 量状 况 。当击 振 的 弹性 波遇 到试 件 内部 缺 陷 时 ，激 振 的弹 性 波就 会绕 过 缺 陷 到达 测试 面 另 一 端 ，再 经 由另 一 端 反射 回来 ，同样 需 要 绕 过 缺 陷 区域 ，这就 造 成 弹 性 波 的传 播 路 径 延 长 ，由传 感 器 接 收 到 的弹性 波 时 间也会 变 长 ，这便 意 味着 弹性 波 在墙 板传播过程 中的等效波速降低。当孔道灌浆密实时 ， 弹性 波 波 速与 构件 密 实处 波 速相 近 Ｉ４］。原理 示 意 图如 图 １所 示 。本 文 主要 研究 冲击 回波法 应用 于套 筒 灌浆 缺 陷 检测在 实 际 工程 中 的应用 及其 可行 性 分 析 。 ２．２ 测试 仪器 与方 法
现场 测 试 采 用定 位 测 试 的方 法 进 行 ，在 灌 浆 套 筒 正 上 方 沿套 筒方 向布置 测线 ，并在 测 线 区域 套筒 以外 的 墙 板 板 中位置 布 置测 点用 作 对 比 ，定位 测 试示 意 图如 图 ２所 示 。沿着 套筒 测 线走 向对 套筒 内部 的压浆 情 况 以扫描的形式进行连续测试 ，采取激振和受信方式通 过反射信号的特性测试管道 内部灌浆状况。当测点处 于空孔道或有灌浆缺陷的孔道上方时 ，弹性波传播距 离增加 ，时间延长。若套筒内部灌浆密实 ，相应的时间 相对 于墙 板 中心 位 置没 有变 化 。通 过相 应 的频谱 解 析
关键 字 ：灌浆套筒 ；无损检测 ；灌浆缺陷 ；冲击回波法
中 图分 类 号 ：ＴＵ５０２
文 献标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００７－７３５９（２０１８）０５—０３２０—０３
ＤＯＩ：１０．１６３３０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００７—７３５９．２０１８．０５．１４Ｏ
１ 引言
近 年来 ，装 配 式混 凝 土结 构 发 展 迅 速 ，但 是 也 存 在很多制约其发展的因素 ，其 中装配式构件之间的接 连便是关键因素之一 。钢筋套筒灌浆连接是在装配式 混 凝 土结 构 常用 的钢 筋 连接 方 式 ，套筒 灌 浆 连接 为 隐 蔽 工 程 。钢 筋套 筒灌 浆 连接 结构 为 多层 金 属和 非金 属 介质交替 ：套筒外部为混凝土 ，内部为连接钢筋 ，套筒 和钢筋之 间的空腔灌注高强无 收缩灌浆料完成上下 两个 构件 的连接 。灌 浆 质量 直 接影 响其 连 接处 的受 力 性 能 以及 结 构 的整体 稳 定性 【”。因此 ，需 要 一种 行之 有 效 的方 法 在 不 破 坏 原 有 结 构 的前 提 下 来 对 套 筒 内部 的灌 浆 质量 进行 鉴 定 。
作者简介 ：赵 量 （１９８２一），男 ，山东济南人 ，本科 ，学 士；工程师 ，专业方
国 向：桩基检 测与住宅产业方 面检测 。
交 界面 应力 波 会发 生相 位 的改变 的 ，得 到 的频 率 不 同 的性 质 ，并 通 过 大 量 试 验 总 结 出 了波 速 和 板 厚 的标 准 ，并 成功 地运 用 于工 程 实践 中闭。美 国佛 罗里 达 大学 Ｒｉｎｋｅｒ教授等研究指出 ，ＩＥ法是最有能力评估孔道 壁 为铁 质 的孔 道 内压浆 情况 的方法 ［３１。
翠莲鹱 基 于冲击 回波等效波速 法检测套简灌浆缺 陷的技术研究
赵 量 ，吴 志 新 ，孟威 ，魏 广 硕
（安徽省建筑科学研究设计院 ，安徽 合肥 ２３０００ １）
摘 要 ：节 点采 用套 筒灌浆连接 的装配式 结构 ，其 套 筒灌浆质
量 直 接 影 响 节 点 处 的 受 力性 能 以及 结 构 的整 体 稳 定 性 。目前 国