声波透射法汇编
121212-声波透射法检测技术
◆ 由浇灌过程是否连续或中断，判断缺陷是否是二次浇灌 面或由成孔方式和地层岩性判断是否夹泥断桩 ；
◆ 由地层中的黏土层及黏土的塑性指数；终孔后开始浇 灌的时间，判断是否可能严重缩径，从而排除这个部 位的桩身有无缺陷，避免误判，抽芯打不到缺陷的尴 尬局面；
三. 声波法确定桩身缺陷和位置的方法
1. 关于“概率法”
直到 1978年，当时国家建委立项组织混凝土超声检 测专题研究，结论是：混凝土中的缺陷可采用数理统计 方法，建立了由声速辨别有无缺陷的“概率法”。
其思路是：混凝土是非均匀介质，其强度、密实度分布 是随机分布的，相应桩身各点声速高低，也是随机分布的， 且符合正态分布。
而混凝土中的缺陷是人为造成的，它不符合正态分布， 这样我们就可用数理统计的方法找到缺陷与正常混凝土的分 界线，即临界点。
正常混凝土强度（声速）的正态分 布与缺陷临界点的关系如下图所示
v0 Vm sx
用概率法确定的临界值 Vo
v0 Vm sx
vm
1 nk
nk i 1
vi
1
sx
2. 用波幅确定桩身缺陷的平面范围
A.有效接收声场概念
O 点为发射换能器所在位置 O， 为同一平面上接收换能器
上述两组同心圆的交点 就是有效接收声场的范围， 这个范围恰好是一个椭圆定 名为“有效接收声场 ”。
换能器的灵敏度越高有效 接收声场范围越大
2. 用波幅确定桩身缺陷的平面范围 B. 缺陷与效接收声场的关系 缺陷处不同部位对声速和波幅的影响
◆ 发射与接收换能器应符合下列规定：
圆柱状径向振动，沿径向无指向性； 外径小于声测管内径， 有效工作段长度不大于150mm； 谐振频率为30～60kHz； 水密性满足1MPa水压不渗水。
声波透射法实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过声波透射法，对混凝土结构进行无损检测，分析其内部缺陷的位置、大小和性质，验证声波透射法在混凝土结构无损检测中的应用效果。
二、实验原理声波透射法是一种利用超声波在混凝土中传播的声学参数变化来检测混凝土内部缺陷的方法。
当超声波在混凝土中传播时，遇到缺陷（如裂缝、孔洞等）时，会发生透射、反射和散射现象。
通过分析超声波的传播时间、波幅、频率等参数的变化，可以判断混凝土内部的缺陷情况。
三、实验材料与设备1. 实验材料：混凝土试块（尺寸为100mm×100mm×100mm）。
2. 实验设备：- 超声波检测仪- 发射换能器- 接收换能器- 测量尺- 计算机及数据处理软件四、实验步骤1. 准备实验材料：将混凝土试块切割成100mm×100mm×100mm的标准尺寸。
2. 安装声测管：在混凝土试块的两个相对侧面各安装一个声测管，声测管内插入发射换能器和接收换能器。
3. 发射与接收超声波：开启超声波检测仪，将发射换能器置于声测管内，向混凝土试块发射超声波；同时，将接收换能器置于另一声测管内，接收反射回来的超声波。
4. 测量声学参数：记录超声波的传播时间、波幅和频率等参数。
5. 数据处理与分析：将实验数据输入计算机，利用数据处理软件进行分析，得出混凝土内部缺陷的位置、大小和性质。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 混凝土试块内部存在一个直径约为10mm的孔洞，位于试块中心。
- 通过声波透射法检测，发现孔洞处的声波传播时间延长，波幅减小，频率降低。
2. 结果分析：- 孔洞处的声波传播时间延长，说明超声波在孔洞处发生了散射和绕射，导致传播路径变长。
- 波幅减小和频率降低，说明孔洞处的声波能量发生了衰减。
- 根据声学参数的变化，可以判断出孔洞的位置、大小和性质。
六、实验结论1. 声波透射法在混凝土结构无损检测中具有可行性，可以有效地检测混凝土内部的缺陷。
声波透射法测桩培训经典指导教程
特性阻抗Z表征介质的声学特性，其值为介质 的密度和波速的乘积，即Z=ρ×v
1.5 声波在介质界面的反射和折射
项目 材料
杨氏弹性模量 （104MPa）
泊松比 σ
密度 （g/cm3）
声速（m/s）
vP
vS
特性阻抗
ρv (104g/cm2.s)
应用情况
国外始于上世纪40年代后期； 国内始于上世纪50年代中期，1980年代用于桩基检 测，掀起了新一轮应用高潮。
1.1.2 超声波测桩技术规范
建设部标准《基桩低应变动力检测规程》 （JGJ/T 93-95） 中国工程建设标准化协会标准《超声法检测混凝 土缺陷技术规程》（CECS 21:2000） 国家标准《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2002） 建设部标准《建筑基桩检测技术规范》 （JGJ 106-2003） 交通部标准《公路工程基桩动测技术规程》 （JTG/T F81-01-2004）
通常的超声换能器置于混凝土表面发射时 ，振动状况复杂，既有纵向振动又有横向 振动，发射出的超声波既有纵波,也有横 波和表面波。
1.4 声波在介质中的传播速度
同一种类型的波，在同一种介质中，边 界条件不同，传播速度也不同。
无限大或半无限大 介质中纵波速度
v E
1
p
（1）（1 2）
薄板中（板厚远小 于波长）纵波速度
1.3 波的分类
横波(S波) 介质质点的振动方向与波 的传播方向垂直。
横波的传播是使介质产生剪切变形时引起的剪切应 力变化而传播，和介质切变弹性有关。由于液体、 气体无一定形状，其形状发生变化时不产生切变应 力，所以液体、气体不能传播横波 ,横波只能在固 固体中传播。
声波透射法
声波透射法（一）填空题1、砼灌注桩声波透射法测试中，波速的大小反映了桩身砼的质量，决定声波透射法波速大小的物理量为E（弹模）ρ（密度）μ（柏松比），对于密实、完好的正常砼，其测得的波速范围一般为3600-4500。
2、声波透射法的测试的主要物理量有声速、波幅、主频。
3、当桩存在缺陷时，接收的波形发生畸变的原因是波的频散（绕射，反射，透射、散射）现象造成的。
4、声波透射法检测基桩完整性现场测试采用的方法有平测，斜测，扇测5、声波透射法的埋管数量与桩径有关，一般桩径d≤800埋两根，800< d≤2000埋三根，2000＜d埋四根，当埋三根和四根时，其测试截面数分别为 3 、 6 。
6、声波透射法测桩中采用的换能器类型为径向换能器，其主要技术指标有工作频率、指向性，其一般主频率范围为30-50kHZ 。
7、砼灌注桩的成孔方式有冲击成孔，回转成孔，沉管成孔、人工挖孔、，在地下水位较高时，一般采取泥浆护壁钻孔成孔方式。
8、由于声波透射法测试需要预埋声测管,造成其局限为测试成本高、随机性差。
9、当仅有单孔时（如一取芯孔），可通过桩内单孔法方法对桩身完整性进行声波法测试。
10、因为水具有不可压缩性，在声测管中注满清水作为耦合剂，目的是为了尽可能使波能量得到最大传输。
11、声波透射法的测试分析的主要参数有声时、声速、波幅，其中波幅相对最敏感，声速比较有规律。
12、对于预先未预埋声测管的混凝土灌注桩可通过桩外孔透射法方法对桩身完整性进行声波法测试。
13、从所记录到的声波信号曲线上读取波峰值用以计算声波波幅的分贝值，应选择首峰最大值。
在括号内填入判断结果，对打“√”，错打“×”）1、声波透射法中，声时是必测的，频率、声幅一般不测。
（×）2、临界值是判断缺陷的指标，根据临界值即可判断是否有缺陷。
（×）3、与低应变法不同，声透法波速较准确，可由波速大小来确定砼强度的等级。
（×）4、当采用主频为50kHz的换能器时，其采样时间间隔至少要达到20μs。
声波透射法
10 声波透射法10.1 适用范围10.1.1声波透射法适用于混凝土灌注桩的桩身完整性检测，判定桩身缺陷的位置、范围和程度。
【条文说明】声波透射法是利用声波的透射原理对桩身混凝土介质状况进行检测。
当桩径小于0.6m时，声测管的声耦合会造成较大的测试误差，因此该方法适用于桩径不小于0.6m，在灌注成型过程中已经预埋了两根或两根以上声测管的基桩的完整性检测；基桩经钻芯法检测后（有两个以及两个以上的钻孔）需进一步了解钻芯孔之间的混凝土质量时也可采用本方法检测。
由于桩内跨孔测试的测试误差高于上部结构混凝土的检测，且桩身混凝土纵向各部位硬化环境不同，粗细骨料分布不均匀，因此该方法不宜用于推定桩身混凝土强度。
10.2 仪器设备10.2.1 声波发射与接收换能器应符合下列规定：1 圆柱状径向振动，沿径向无指向性；2 外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm；3 谐振频率为30～60kHz；4 水密性满足1MPa水压不渗水。
【条文说明】声波换能器有效工作面长度指起到换能作用的部分的实际轴向尺寸，该长度过大将夸大缺陷实际尺寸并影响测试结果。
换能器的谐振频率越高，对缺陷的分辨率越高，但高频声波在介质中衰减快，有效测距变小。
选配换能器时,在保证有一定的接收灵敏度的前提下, 原则上尽可能选择较高频率的换能器。
提高换能器谐振频率，可使其外径减少到30mm以下，有利于换能器在声测管中升降顺畅或减小声测管直径。
但因声波发射频率的提高，将使声波穿透能力下降。
所以，本规范仍推荐目前普遍采用的30～60kHz的谐振频率范围。
桩中的声波检测一般以水作为耦合剂，换能器在1MPa水压下不渗水也就是在100m水深能正常工作，这可以满足一般的工程桩检测要求。
对于超长桩，宜考虑更高的水密性指标。
当测距较大接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的接收换能器，也可采用低频换能器，提高接收信号的幅度。
声波换能器宜配置扶正器，防止换能器在声测管内摆动影响测试声参数的稳定性。
JGJ106 声波透射法
tci = ti − t0 − t
'
vi =
l tci
'
ai Api = 20⋅ lg a0
1000 fi = Ti
14
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
分析与判定（2-1）声速临界值（判据） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 数据排序 截去明显小值 计算判据 检验 截去小值 重复 3，4，5 得到临界值
12
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：现场检测
现场检测（3）：检测要点 • 考虑声测管壁和水对声时的延迟。
D − d d − ds t = + Vp Vw
'
• 发射与接收换能器系统延迟校正
13
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
分析与判定（1）检测值 • 声时 • 声速 • 波幅 • 主频
6
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：检测方法
缺陷范围的确定（二）
7
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：适用范围
适用范围： JGJ 106-2003：已预埋声测管的 混凝土灌注桩 完整性 缺陷的程度与范围 JGJ/T 93-95 ：混凝土灌注桩 桩径 > 0.6 完整性
8
建筑基桩检测技术规范
(ti − ti−1)2 Z = K ⋅ ∆t = (hi − hi−1)
这是一个对缺陷边沿敏感的量，配合声 时或声幅判据使用
20
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
分析与判定（7）示例
21
建筑基桩检测技术规范
声波透射法： 声波透射法：分析与判定
声波透射法讲义
穿过蜂窝，计算 PSD?
2 幻灯片 32
桩身蜂窝 PSD 计算（续）
2 幻灯片 33
声速临界值确定 将所测得的声速 vi 按从大到小依次排列； 对从 0 开始遂一去掉 vi 序列中最大值和最小值后的数据进行统计，当去掉最小数值后
的数据个数为 k，最大值数据个数 k’，对余下数据按公式进行统计； 将 vn-k 与异常小数据 v01 进行比较，当 vn-k≤v01 时，去掉 vn-k，将 vn-k’与异常大
声时 us 225.6 237.6 238.4 239.2 248.0 240.0
声速 m/s 3546 3367 3356 3344 3226 3333
幻灯片 35
计算平均值：Am=105； 最小值 Amin=98 根据公式 所以，2＃点为异常点
d v
t 2 波幅临界值
Ac Am 6 105 6 99
间距，管斜不会累加． 但是，对 PSD 变化多少，它相应的情况是怎样？
2 幻灯片 26
2 幻灯片 27
桩身夹层 PSD 计算
测点Zi-1 测点Zi
正常砼(波速v1) 桩身缺陷为夹层(波速v2)
L(声测管间距距）
桩身缺陷为夹层的PSD计算图
假
设在夹层中的波速为 3500m/s，正常波速为 3800m/s，测点距为 20cm，管距为 0.8m， 该处的 PSD?
幻灯片 1
2015 年全省地基基础检测岗位证考核培训教材 声波透射法
福建省建筑科学研究院
2 幻灯片 2
原理
由发射换能器（探头）在砼内激发高频波，并用接收换能器记录波在砼内传播过程
中的波动特征．当砼内存在不连续或破损界面时如松散、蜂窝、孔洞、夹层时，将使波
声波透射法
： 、 固体材料中声波衰减因原因不同分为三种主要类型 固体材料中声波衰减因原因不同分为三种主要类型： 吸收衰减 吸收衰减、 散射 、扩散衰 减。前两类衰减取决于介质的特性，而后一类衰减则由 衰减 衰减、 扩散衰减
声源空间特征决定。通常，在讨论声波与介质特性的关系时，仅考虑 前两类衰减。但在估计声波传播过程中的能量损失时，例如声波作用 距离、回波强度时，必须将这三类衰减因素全面考虑：
α=af+bf2+cf4 式中，a、b、c 是介质性质以及散射物特性决定的比例系数。
（c）扩散衰减：
声波发射器发出的超声波波速都有一定的扩散角。在声波传播过程 ， 中， 波速的扩散导致能量的逐渐分散 波速的扩散导致能量的逐渐分散， 从而使单位面积的能量随传播 距离的增加而减弱。 对混凝土而言：强度高的混凝土声波衰减系数小，相对接收波幅大； 强度低的或存在缺陷的混凝土的衰减系数大，相对接收波幅小。当混 凝土质量差或存在缺陷时，接收到的声波信号高频已经损失，频率变 低。 （高频衰减快）
vp vR
= 2 (1 − µ ) 1 − 2 µ
对于混凝土，泊松比一般取μ=0.2-0.3,因此
vp vR
介于 1.63-1.87 之间，
即在混凝土中，纵波波速为横波波速的（1.63-1.87）倍。即：平面纵 速。 波波速大于平面横波波 波波速大于平面横波波速。
3、声波在传播过程中的衰减
， 声波在介质中传播的过程中 声波在介质中传播的过程中， 质点振幅随传播距离的增大而逐渐减小 减。 的现象称为衰 的现象称为衰减 声波衰减的大小及变化即与所使用的超声波频率及 传播距离有关，也与传播介质材料的内部结构及性能有关。因此研究 声波在介质中的衰减情况将有助于了解介质内部的结构及性能。
(整理)基桩声波透射法参考报告.
. 一、检测仪器设备、基本原理和标准1、仪器设备检测仪器设备采用武汉岩海RS-ST01D(P)数字超声仪，包括双孔换能器、孔口深度滑轮。
数据自动连续采集。
仪器设备及现场联接如图1。
图基桩超声波检测示意图2、基本原理超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼的密实度参数。
测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。
声测管换能器在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。
测试的每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器中发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，超声仪测定有关参数并采集存储。
换能器由桩底同步往上提升，检测遍及整个截面。
3、检测标准试验执行中华人民共和国行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003。
本次测试每5cm一个测点，特此说明。
二、成桩情况根据委托单位提供的设计及施工资料，检测桩的情况见表2。
检测桩的设计施工资料表2-1三、资料分析及基桩质量评判1、桩身缺陷：以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。
2、桩身均匀性按声速离散系数Cv分为A、B、C、D四级，见表3。
声速离散系数级别表表33、根据桩身混凝土的均匀性，是否存在缺陷及缺陷的严重程度,将桩身的完整性按四类划分：Ⅰ类桩：桩身完整；Ⅱ类桩：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；Ⅲ类桩：桩身存在明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类桩：桩身存在严重缺陷。
5 声波透射法
5 声波透射法5.1 适用范围5.1.1 本方法适用于检测混凝土灌注桩桩身缺陷位置、范围和程度，判定桩身完整性类别。
5.1.2 桩径大于等于2m或桩长大于40m或复杂地质条件下的基桩应采用声波透射法检测。
当现场组织试验时，其桩长标准可根据试验数据确定。
5.2 仪器设备5.2.1 声波发射与接收换能器应符合下列要求：1 圆柱状径向振动，沿径向无指向性。
2 谐振频率宜为30～60kHz。
3 当接收信号较弱时，宜选用带前置放大器的换能器。
4 收、发换能器的导线均应有长度标注，其标注允许偏差不应大于10mm。
5 水密性满足1MPa水压不渗水。
5.2.2 声波检测仪的技术性能应符合下列要求：1具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频谱分析功能。
2 声时显示范围应大于2000μs，测量精度优于或等于0.5μs，声波幅值测量范围不小于80dB，声时声幅测量相对误差小于5%，系统频带宽度为5～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。
3 声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲，电压幅值不小于500v。
4 采集器模/数转换精度不应低于12位，采样间距应小于1 s，采样长度不应小于1024点。
5.3 现场检测5.3.1 声测管的埋设应符合下列规定：1 桩身直径D≤0.8m时，应埋设不少于2根管；当0.8m ＜D≤2.0m时，应埋设不少于3根管；当D＞2.0m时，应埋设不少于4根管。
2 声测管应采用金属管，内径不小于40mm，壁厚不小于3.0mm。
3 声测管下端封闭、上端加盖，管内无异物，连接处应光滑过渡，不漏水。
管口应高出桩顶100mm以上，且各声测管管口高度宜一致。
4 声测管以线路大里程方向的顶点为起始点，按顺时针旋转方向呈对称形状布置并进行编号（如图5.3.1）。
5.3.2 现场检测准备工作应符合下列规定：1 受检桩的桩身混凝土强度应符合本规程第3.1.4条规定。
2 将各声测管内灌满清水，管内不得堵塞。
3 采用标定法确定仪器系统延迟时间。
2015 声波透射知识点-汇总
1kHZ~200kHZ， 声波幅值测量相对误差应＜5%， 系统最 大动态范围不得小于 100dB； ③.声波发射脉冲应为跃阶或矩形脉冲，电压幅值应为 200V~1000V； ④.首波实时显示； ⑤.自动记录声波发射和接收换能器位置。 5、检测前准备 ①.受检桩混凝土强度不小于设计强度的 70％，且不小 于 15MPa 方可进场检测； ②.采用率定法确定仪器系统延迟时间； ③.计算声测管及耦合水层声时修正值； ④.在桩顶测量相应声测管外壁间净距离， 声测管内径、 外径，换能器直径，精确到 lmm； ⑤.将各声测管内注满清水，检查声测管畅通情况；换 能器应能在声测管全程范围内正常升降。 ⑥.率定法测定仪器系统延迟时间：将发射、接收换能 器平行悬于清水中，逐次改变点源距离并测量相应声 时， 记录不少于 4 个点的声时数据并作线性回归的时距 曲线： t ＝ t0 + b·l 式中：b——直线斜率(μs/mm)； l——换能器表面净距离(mm)； t——声时(μs)； t0 ——仪器系统延迟时间(μs)。 ⑦.声测管及耦合水层声时修正值按下式计算：
tci ( j ) ti ( j ) t0 t
vi ( j ) li( j ) t ci ( j )
1000 Ti ( j)
t
w
式中：d1——声测管外径(mm)； d2——声测管内径(mm)； d′——换能器外径(mm)； vt ——声测管材料声速(km/s)； vw——水的声速(km/s)； t′——声测管及耦合水层声时修正值(μs)。
2
⑥.常见缺陷声波测试信号的特性 a.沉渣：沉渣是一种松散介质，其本身声速很低，对 声波的衰减剧烈，声速和振幅均剧烈下降。 b.泥砂与水泥浆的混合物：其特点也是声速与振幅均 明显下降，只不过出现在桩身时往往是突变，在桩顶 是缓变。 c.混凝土离析：粗集料多的地方，这些部位声速测值 往往因声学界面多反而有所提高，但振幅下降；粗集 料少而砂浆多的地方则正好相反。 d.气泡密集的混凝土：大量气泡分布在混凝土内，造 成混凝土质量有所降低，使声波能量明显衰减(散射)， 接收波振幅明显下降。 e.层状缺陷(断桩)：所有穿过两声测管连线中间部位 的测线测值均异常，即使斜测也异常，可判定该两声 测管间缺陷是连成一片的。如果三个测试面均如此， 则可判定是整个断面的缺陷，即断桩。 8、数据分析 ①.当因声测管倾斜导致声速数据有规律地偏高或偏 低变化时，应先对管距进行修正，然后对数据进行统 计分析。当实测数据明显偏离正常值而又无法进行合 理修正时，检测数据不得作为评价桩身完整性的依据。
声波透射法(超声波)检测灌注桩培训讲义
需要了解的内容-3.灌注桩的施工
（一）设计分类：
1、摩擦桩： （ 1 ） 承载原理：主要考虑桩周 土体摩擦承载。 （ 2 ） 影响因素：桩周土层土质、 设计桩长及桩径，桩底承载力一般仅 考虑10%左右。 2、端承桩： （ 1 ） 承载原理：主要考虑桩底 岩体支撑。 （ 2 ） 影响因素：桩底岩层强度 及嵌入深度、桩体自身强度、 刚度。
交通部标准《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）
1.2.1 超声波波形
声波是物体机械振动时迫使周围介质也发 生振动并使振动向外传播而形成的一种波 动。 接收换能器接收到的由声源传过来的声波， 是该点在声波作用下的振动过程。 振 动大小和方向随时间而变化的过程曲线称 为波形。超声仪屏幕上的图线就是传播到 接收换能器所在位置的声波的波形。
声波透射法测桩
交 流 学 习 资 料
检测过程示意图
目
录
第一章 声学基础 第二章 仪器设备 第三章 准备工作 第四章 室内分析 第五章 现场操作 第六章 工程实例
第一章 声学基础
1.1.1 混凝土超声波检测技术的发展
混凝土超声检测技术因其用途广泛、探测 距离大、完全不破坏结构物等优点，迅速 在国内外普及推广，成为应用最广泛的混 凝土无破损检测方法。 应用情况 国外始于上世纪40年代后期； 国内始于上世纪50年代中期，1980年代用 于桩基检测，掀起了新一轮应用高潮。
1.5 声波在介质界面的反射和折射
① R+T=1，符合能量守恒定律； ② Z1= Z2时，R=0，T=1，即当 两种介质特性阻抗相等时，声 波全部透过界面，无反射； ③ 两种介质特性阻抗相差悬殊时 （Z1>> Z2或Z1<< Z2），R→1 ，T→0，即声波能量在界面 绝大部分被反射，难于进入第 二种介质。
广东省标准声波透射法部分
广东省标准声波透射法部分11声波透射法11.1适用范围11.1.1声波透射法适用于混凝土灌注桩的桩身完整性、地下连续墙的墙身完整性检测，判定桩身或墙身缺陷的位置、范围和程度。
11.2 仪器设备11.2.1 声波发射与接收换能器应符合下列规定：1 圆柱状径向振动，沿径向无指向性；2 外径小于声测管内径，有效工作段长度不大于150mm；3 谐振频率为30 ～60kHz；4 水密性满足1MPa水压不渗水；5 当测距较大时，宜选用带前置放大器的换能器。
11.2.2声波换能器宜配置扶正器。
11.2.3 声波检测仪应符合下列要求：1 具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。
2 声时测量精度优于或等于0.5μs，声波幅值测量相对误差小于5%，系统频带宽度为1 ～200kHz，系统最大动态范围不小于100dB。
3 声波发射脉冲为阶跃或矩形脉冲，电压幅值为200～1000V。
11.3 声测管埋设11.3.1 声测管埋设应符合下列规定：1 声测管内径宜比换能器外径大10mm左右。
2 声测管应下端封闭、上端加盖、管内无异物；声测管连接处应光滑过渡，管口应高出混凝土顶面100mm以上，且各声测管管口高度宜一致。
3 浇灌混凝土前应采取适宜方法固定声测管，使之在浇灌混凝土后相互平行。
11.3.2混凝土灌注桩中的声测管应沿钢筋笼内侧呈对称形状布置，声测管埋设数量应符合下列要求（d为受检桩设计桩径）：1）d≤800mm，2根管。
2）800mm＜d≤2000mm，3根管。
3）d＞2000mm，4根管。
应自正北方向顺时针旋转对声测管依次编号（如图11.3.2所示），检测剖面编组（检测剖面序号记为j）分别为：2根管时，AB剖面（j=1）； 3根管时，AB 剖面（j=1），BC 剖面（j=2），CA 剖面（j=3）；4根管时，AB 剖面（j=1），BC 剖面（j=2），CD 剖面（j=3），DA 剖面（j=4），AC 剖面（j=5），BD 剖面（j=6）。
2015 声波透射知识点-汇总
⑥.常见缺陷声波测试信号的特性 a.沉渣：沉渣是一种松散介质，其本身声速很低，对 声波的衰减剧烈，声速和振幅均剧烈下降。 b.泥砂与水泥浆的混合物：其特点也是声速与振幅均 明显下降，只不过出现在桩身时往往是突变，在桩顶 是缓变。 c.混凝土离析：粗集料多的地方，这些部位声速测值 往往因声学界面多反而有所提高，但振幅下降；粗集 料少而砂浆多的地方则正好相反。 d.气泡密集的混凝土：大量气泡分布在混凝土内，造 成混凝土质量有所降低，使声波能量明显衰减(散射)， 接收波振幅明显下降。 e.层状缺陷(断桩)：所有穿过两声测管连线中间部位 的测线测值均异常，即使斜测也异常，可判定该两声 测管间缺陷是连成一片的。如果三个测试面均如此， 则可判定是整个断面的缺陷，即断桩。 8、数据分析 ①.当因声测管倾斜导致声速数据有规律地偏高或偏 低变化时，应先对管距进行修正，然后对数据进行统 计分析。当实测数据明显偏离正常值而又无法进行合 理修正时，检测数据不得作为评价桩身完整性的依据。
vi(j)——j 剖面 i 声测线声速(km/s)； fi(j)——j 剖面 i 声测线信号主频值(kHz)； Ti(j)——j 剖面 i 声测线首波周期(μs)。 ②.当采用平测或斜测时，第 j 检测剖面的声速异常判 断的概率统计值应按下列方法确定： a.将 j 剖面各声测线的声速值 vi(j)由大到小依次排序， 即： v1(j) ≥ v2(j) ≥… vk ´ (j) ≥… vi-1(j) ≥ vi(j) ≥ vi+1(j) ≥… vn-k(j) ≥…vn-1(j)≥vn(j) 式中： v i ( j ) ——j 剖面 i 声测线声速，i=1，2，…，n； n ——j 剖面的声测线总数； k ——拟去掉的低声速值的数据个数，k=0，1，2，…； k´——拟去掉的高声速值的数据个数， k´=0， 1， 2， …。 b.对逐一去掉 vi(j)中 k 个最小数值和 k´个最大数值后的 其余数据进行统计计算：
声波透射法测桩1
一.声波透射法检测混凝土灌注桩的几种方式按照声波换能器通道在桩体中不同的布置方式，声波透射法检测混凝土灌注桩，可分为三种方式：1．桩内跨孔声波透射法首先在桩内预埋两根或两根以上的声测管，将发射、接收换能器分别置于两个声测管中（如图1-1所示）。
检测时声波由发射换能器发出穿过两声测管间混凝土后被接收换能器接收，实际有效的声测范围为声波脉冲从发射换能器到接收换能器所覆盖的面积。
根据两换能器高程的变化又可分为平测、斜测、扇形扫测等方式。
图1-1另外当采用钻芯法检测大直径灌注桩桩身完整性时，可能有两个以上的钻芯孔。
如果我们需要进一步了解两钻孔之间桩身混凝土质量，也可以将钻芯孔作为收、发换能器通道进行跨孔声波透射法检测。
2．桩内单孔折射波法在某些特殊情况下只有一个孔道可供检测使用，例如钻孔取芯后，我们需要进一步了解芯样周围混凝土质量，作为钻芯检测的补充手段，这时可以采用单孔检测法（如图1-2）。
此时，换能器置于一个孔中，换能器间用隔声材料（或采用专用的一发双收换能器）。
声波从发射换能器发出经耦合水进入孔壁混凝土表层，并沿混凝土表层滑行一段距离后，再经耦合水到达两个接收换能器上，从而测出声波沿孔壁混凝土传播的各项声学参数。
图1-2单孔折射波法检测时，由于声传播路径较跨孔法复杂得多，须采用信号分析技术，当孔道中有钢质或其它套管时，不能采用此种方法。
单孔测试时，有效检测范围一般认为是一个波长左右（8～10cm）3．桩外跨孔声波透射法当桩的上部结构已施工或桩内没有换能器通道时，可在桩外紧贴桩边的土层中钻一孔道作为检测通道，由于声波在土中衰减很快，因此桩外孔应尽量靠近桩身。
检测时在桩顶面放置一发射功率较大的发射换能器，接收换能器桩外孔中自上而下慢慢放下，声波沿桩身混凝土向下传播，并穿过桩与混凝土之间的土层，通过孔中耦合水进入接收换能器，逐点测出透射声波的声学参数。
当遇到断桩或夹层时，该处以下各点声时明显增大，波幅急剧下降，以此为判断依据（如图1-3所示）。
声波透射法
声波透射法（一）填空题1、砼灌注桩声波透射法测试中，波速的大小反映了 _桩身砼的质量，决定声波透射法波速大小的物理量为 E （弹模）p （密度）讥柏松比），对于密实、完好的正常砼，其测得的波速范围一般—3600-4500。
2、声波透射法的测试的主要物理量有声速、波幅、主频。
3、当桩存在缺陷时，接收的波形发生畸变的原因是波的—频散（绕射，反射，透射、散射）现象造成的。
4、声波透射法检测基桩完整性现场测试采用的方法有平测，斜测，扇测5、声波透射法的埋管数量与 _桩径有关，一般—桩径d < 800埋两根，—800< d w 2000埋三根，2000V d埋四根，当埋三根和四根时，其测试截面数分别为_3 、6。
6、声波透射法测桩中采用的换能器类型为一径向换能器其主要技术指标有—工作频率、指向性 _，其一般主频率范围为—30-50kHZ 。
7、砼灌注桩的成孔方式有冲击成孔，回转成孔，沉管成孔、人工挖孔、，在地下水位较高时，一般米取泥浆护壁钻孔—成孔方式。
&由于声波透射法测试需要预埋声测管，造成其局限为测试成本高、随机性差。
9、当仅有单孔时（如一取芯孔），可通过桩内单孔法方法对桩身完整性进行声波法测试。
10、因为水具有不可压缩性，在声测管中注满清水作为耦合剂，目的是为了尽可能使波能量得到最大传输。
11、声波透射法的测试分析的主要参数有声时、声速、波幅，其中波幅相对最敏感，声速比较有规律。
12、对于预先未预埋声测管的混凝土灌注桩可通过_桩外孔透射法方法对桩身完整性进行声波法测试。
13、从所记录到的声波信号曲线上读取波峰值用以计算声波波幅的分贝值，应选择首峰最大值。
在括号内填入判断结果，对打“/” ，错打“X”）1、声波透射法中，声时是必测的，频率、声幅一般不测。
（X ）2、临界值是判断缺陷的指标，根据临界值即可判断是否有缺陷。
（X ）3、与低应变法不同，声透法波速较准确，可由波速大小来确定砼强度的等级。
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声波透射法
（一）填空题
1、砼灌注桩声波透射法测试中，波速的大小反映了桩身砼的质量，决定声波透射法波速大小的物理量为E（弹模）ρ（密度）μ（柏松比），对于密实、完好的正常砼，其测得的波速范围一般为3600-4500。
2、声波透射法的测试的主要物理量有声速、波幅、主频。
3、当桩存在缺陷时，接收的波形发生畸变的原因是波的频散（绕射，反射，透射、散射）现象造成的。
4、声波透射法检测基桩完整性现场测试采用的方法有平测，斜测，扇测
5、声波透射法的埋管数量与桩径有关，一般桩径d≤800埋两根，800< d≤2000埋三根，2000＜d埋四根，当埋三根和四根时，其测试截面数分别为 3 、 6 。
6、声波透射法测桩中采用的换能器类型为径向换能器，其主要技术指标有工作频率、指向性，其一般主频率范围为30-50kHZ 。
7、砼灌注桩的成孔方式有冲击成孔，回转成孔，沉管成孔、人工挖孔、，在地下水位较高时，一般采取泥浆护壁钻孔成孔方式。
8、由于声波透射法测试需要预埋声测管,造成其局限为测试成本高、随机性差。
9、当仅有单孔时（如一取芯孔），可通过桩内单孔法方法对桩身完整性进行声波法测试。
10、因为水具有不可压缩性，在声测管中注满清水作为耦合剂，目的是为了尽可能使波能量得到最大传输。
11、声波透射法的测试分析的主要参数有声时、声速、波幅，其中波幅相对最敏感，声速比较有规律。
12、对于预先未预埋声测管的混凝土灌注桩可通过桩外孔透射法方法对桩身完整性进行声波法测试。
13、从所记录到的声波信号曲线上读取波峰值用以计算声波波幅的分贝值，应选择首峰最大值。
在括号内填入判断结果，对打“√”，错打“×”）
1、声波透射法中，声时是必测的，频率、声幅一般不测。
（×）
2、临界值是判断缺陷的指标，根据临界值即可判断是否有缺陷。
（×）
3、与低应变法不同，声透法波速较准确，可由波速大小来确定砼强度的等级。
（×）
4、当采用主频为50kHz的换能器时，其采样时间间隔至少要达到20μs。
（×）
5、声波透射法在基桩检测时的换能器，其压电陶瓷片数越多，灵敏度越高；压电陶瓷片数越多，对声波透射法测试越有利。
（√）
6、采样频率越高，频谱分析中频率的分辨率越高。
（×）
7、波速与砼强度有一定的相关关系，波速大小直接与砼强度有关，在准确确定出桩的
波速后，则可由波速大小来确定砼强度的等级。
（×）
8、对于一般的摩擦桩，桩底端砼的好坏和沉渣厚度对桩的承载力影响不大。
（×）
9、声波透射法中，波速的大小也是评价桩身混凝土质量的指标之一。
(√)
10、根据实测数据和临界值的比较即可判断是否有缺陷。
(×)
(三)简答题
1、对于砼桩，低应变法测试的波速和声波透射法的波速是否相同？请用波的传播基本原理和计算公式说明。
不同，反射波法的模型是一维弹性杆，声透法是三维模型，
反射波波速C=（E/ρ）1/2，
声透法波速C=[（E/ρ）*[（1-μ）/（1+μ）（1-2μ）]]1/2对于砼桩μ=0.2，C声=1.1C低，另外由于砼非线性及产生应变量低于低应变故比低应变高。
2、简述声波透射法测试桩身完整性的基本原理和方法，声测管倾斜时又是如何进行检
测和分析的？
1）声波在砼中传播时，路径上遇到混凝土质量差时，声波将发生衰减，声速降低
，若遇到空洞，空气界面将产生反射和散射，波幅减小，引起波形畸变，通过以上现象判断桩身缺陷。
2）一般测距为0.25m，采用平测或斜测，当发现异常时加密或扇测，3）PSD判据法测斜修正
3、砼并非是均质的材料，声波透射法中波是如何传播的？
1）从应力波传播方面，由于砼是固体，任何固体都能传递应力波
2）从声波传播方面，由于声透法波长大于砼骨料，所以可以在砼中绕射传播
4、用波的传播机理说明你在选择换能器时是如何考虑其主频率的？如何确定声波检测仪系统的T0值？在进行现场测试时，你是如何确定T0值的？
1）（个人发挥）由于声波在砼中传播高频率信号衰减比较大，对缺陷反应敏感，低频的传播距离教远，对缺陷不敏感，所以在保持一定的接收信号幅度前提下尽量使用高频换能器。
（标准答案为）波的衰减与波长有关，管距离大用低频，管距小，用高频。
2）将两换能器平行悬于清水中，逐次改变两者间距，并测定相应声时，做若干点的声时和间距线性回归曲线
t
t=t0+bl
v
3）ΣT0=T0+t1’+t2’(介质声时+偶合声时+管壁声时)
5、你是如何判断缺陷性质的？并说出你的判断的理由及依据。
你又是如何根据测试数据判断桩的缺陷及对桩进行分类的？
1）根据声透法测桩，无法直接判断缺陷性质，应结合施工工艺，地质情况施工记录等综合判断，结合波传播规律综合分析
2）利用声速、声幅、主频临界值综合判断
6、砼灌注桩常见的缺陷有那些？在声波透射法测桩中其如何表现？其对桩的竖向承载力分别有什么影响？
1）常见缺陷：a断桩;b沉渣过厚;c混凝土离析;d夹泥;e孔洞
2）a几乎无接收波;b波形近无或波幅波速频率急剧下降;c波速基本正常波幅降低;
d波幅、声速、频率降低;e波幅下降声速基本不变，主频下降。
3）a承载力严重下降;b端承力低承载力下降;c强度过低时桩身破坏;d、e对结构承载力有一定影响
7、绘图说明声波透射法在检测桩身完整性时,在显示屏上观测到的完整、密实砼的接受
波形。
有哪些声学参量可以反映出桩身的缺陷,为什么？
A：
（1
（2
8、如何布置声波检测管？当声波检测管不平行时,如何判断桩身缺陷及其位置？
（1
（2
8、声波透射法在现场测试完成后,要做哪些数据处理工作？
（1）根据现场检测的各测点声时t c、波幅A p及主频f等数据，得到声速、波幅-深度曲线，需要时可绘制辅助的主频-深度曲线
（2）计算各临界值判据
（3）根据临界值判据及检测数据综合判断桩身完整性
9、与其他相关标准相比，《建筑基桩检测技术规范》JGJ106在声波透射法中增加了哪（几）种判据？与《基桩低应变动力检测规程》JGJ/T93－95声波透射法相比，哪（几）种声学参数异常临界值的判据与JGJ106中的不同？
增加了声速低限值判据。
声速异常临界值的判据不同（采用概率法）
10、采用高频声波有何优缺点？
对缺陷敏感，传播距离短
11、假设波幅分别降低1倍、10倍和1000倍，用分贝（dB）表示时各为多少？
6dB、20dB和60dB。
12、为何要强调在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变？是使各检测剖面的检测结果具有可比性，便于综合判定
13、声波透射法检测时要求换能器达到良好耦合的目的是什么？为何一般应采用清水作耦合剂？
良好耦合的目的是使尽可能多的声波能量进入被测介质，并经介质传播后被尽可能多地接收。
如果声测管中含泥浆、砂等悬浮固体颗粒，会使声波产生较强的散射和衰减，影响测量
结果。
14、采用概率法声速异常值判据时，异常值的大小是否与声速的绝对大小有关？无关
15、一根ɸ1200mm灌注桩，声测管中－中距离为1000mm。
在平测时发现某一可疑
测点，遂在该点深度附近采用斜测，收、发换能器的固定高差为1000mm。
请说明这种测量方式是否合理？
不合理。
因径向换能器在铅垂面上有明显指向性，收、发换能器的联线与水平面的夹角一般不过30°～40°。
（四）计算题（需列出计算公式、计算过程及单位）
1、声波检测仪的A/D为8位，测得的首波振幅读数分别为127、12.8，用分贝表示其振幅衰减分别为多少？
1．设127为满屏，28=256 A127=20lga i/a0=100dB A12.8=20lga i/a0=80dB
2、当采用主频为25kHz的换能器时，对于正常的一般砼，其声波的波长是多少？
f=25kHz C=3600-4500 λ=C/f=144-180mm/s
（五）作图题
1、如图所示桩，已知在B截面处桩中夹有一泥团，请绘出在A、B处的声波透射法测试波形与频谱分析曲线的大致形状（标出坐标名称）。
2、图示桩,桩身砼设计强度等级为C25，测试数据如下（综合∑T 0为20μs ，桩顶标高为±0.00m ），请绘图说明缺陷的大致范围（标出坐标），并图示说明你的判断方法。
3、某桩桩身砼设计强度等级为C30，甲检测人员测得桩身质量完好，平均波速为2100m/s，乙检测人员测得桩身质量也为完好，平均波速为6900m/s，请分别分析甲、乙检测结果的正确性及原因。
甲：可能管距输入不正确或砼龄期不足。
乙：可能管距输入不正确。