冲击回波法检测共22页
冲击回波法检测预应力束孔管道压浆质量
振 动 与 冲 击第28卷第1期J OURNAL OF V IBRAT I ON AND SHOCKVo.l 28No .12009冲击回波法检测预应力束孔管道压浆质量基金项目:湖南省建设厅科研基金资助项目(200355);中南林业科技大学研究生科技创新基金资助项目。
收稿日期:2007-11-26 修改稿收到日期:2008-04-25第一作者王智丰男,硕士,1984年生通讯作者周先雁男,博士,教授,博士生导师,1956年生王智丰1,周先雁1,晏班夫2,肖云风1(1.中南林业科技大学土木学院,长沙 410004;2.湖南大学土木工程学院,长沙 410082)摘 要:详细阐述了冲击回波检测方法的原理及其在土木工程中的应用,结合厦门市某大桥,采用冲击回波法对箱梁预应力束孔管道的压浆质量进行无损检测。
首先在完全灌浆的预应力钢束管道位置和正常混凝土位置(即无波纹管位置)进行测试,获得混凝土内部压浆密实和无预应力管道时的两组冲击回波频谱图,作为与测点检测结果进行对比的基础,根据时频谱图的分析结果可以预测钢束管道内的压浆质量,判断孔道中是否有空隙存在。
经检测与分析表明,冲击回波法是可行的,适用于预应力束孔管道的压浆质量检测。
关键词:预应力管道;压浆评价;冲击回波法;时频分析;密实性中图分类号:TU 755.6 文献标识码:A随着中国公路建设的高速发展,预应力混凝土结构得到广泛使用,其预留孔道的压浆质量一直是人们关心的问题[1~5]。
为保证梁体的预应力效果及结构的耐久性,且避免水分侵入而锈蚀钢束,预应力束孔管道中必须压满水泥浆。
但是,在实际灌浆操作中,由于管道堵塞、压浆方法不当、灌浆材料或人为疏忽等问题,沿预应力束有时会出现灌浆不密实,甚至出现孔洞等现象。
这将大大降低混凝土结构构件的耐久性与承载能力。
作者结合厦门市某大桥现浇箱梁束孔管道的压浆质量进行了无损检测及相关研究工作,采用冲击回波等多项技术方法对管道中是否存在压浆不密实等情况进行检测,以便对波纹管内的压浆质量情况进行科学的诊断评估,确保该大桥的质量。
土木工程质量无损检测技术-冲击回波
土木工程质量无损检测技术-冲击回波钢筋混凝土结构桥梁安全性检测主要集中在强度、密实度、均匀性、钢筋保护层厚度、钢筋腐蚀以及损伤情况。
针对上述检测指标国内外开发了多种专项检测仪器，其技术基础分为电磁波(雷达扫描成像)和声波(超声波/冲击回波)两大类。
雷达扫描成像检测仪器研发成本高昂，价格在50到100万人民币不等，市场基本由进口产品占领，国内鲜有企业涉足。
另外，混凝土结构中的钢筋对成像有较大影响，其在钢筋混凝土结构桥梁缺陷检测中的适用性还有待商榷，主要用于厚度测试。
声波类检测仪器分为超声波和冲击回波两类。
(1)超声波类：超声波检测仪开发成本低、技术门槛低，国内研发、生产企业众多，主要代表公司有汕头超声电子、北京智博联、四川升拓和武汉岩土等，价格约在3万人民币左右。
这一类产品基本实现了全部国产化，但是高端产品依然需要进口，例如相控阵。
由于技术门槛低，国内企业抄袭现象严重，恶性价格竞争趋势比较明显。
(2)冲击回波类：冲击回波检测技术是钢筋混凝土结构构件缺陷检测中最先进的技术，在欧美等发达国家应用成熟，并研发了相关检测仪器，主要代表公司有美国Olson公司、美国Impact-Echo公司、美国QUALITEST公司及丹麦的GERMANN公司，价格在30到50万人民币不等。
其中以美国Olson公司的IES 扫描式冲击回波检测系统最为先进，该系统与其它进口产品相比主要是扫描车快速自动扫描，其它产品还需靠人工手动敲击产生信号。
冲击回波检测仪器研发与应用近几年才受到国内重视，调查显示，目前国内仅3家企业有3~4款冲击回波技术的相关产品。
这些产品均不能实现快速自动扫描，依旧需要靠人工手动敲击产生信号，与传统超声波检测仪器相比仅有数据处理软件有所改进，与进口产品相比并无竞争优势，尤其是IES扫描式冲击回波检测系统。
针对这一局面，国内已有公司开发了一款先进的扫描式冲击回波仪，目前该系统处于调试阶段。
总体来说，当前国内桥梁无损检测仪器行业面临问题较多。
冲击回波法检测
七 总结
冲击-回波法是一种新的无损检测方法，可用来测量结构混 凝土厚度。特别适合于单面结构，如路面、机场跑道、底板、 护坡、挡土墙、筏型基础、隧道衬砌、大坝等混凝土结构的 厚度检测。冲击-回波法应用于砼构筑物无损检测，具有简 便、快速、设备轻便、干扰小、可重复测试等特点。因此， 它在无损检测中必定将更为广泛的得到应用。
图8 左上角为IES系统，采用滚动接收传感器； 右下角为传统IE系统，只有一个接收传感器
图9 图9和图10均为IES扫描式冲击回波系统仪器。
图10
（2）IES技术规格和参数： 1、测试厚度范围：9～50cm； 2、测试精度：2％（在已知厚度处标定后）； 3、英制或公制显示； 4、测试时不需要耦合剂； 5、测试时只需一个测试面； 6、测试速度是慢速步行的速率； 7、滚动传感器，每隔1 英寸（2.54cm ）进行一次测量； 8、对表面有油漆或粘结良好的瓷片，同样可以测试； 9、对板厚度或内部缺陷可进行三维成像，更直观显示缺陷。
4）声速的测量 在冲击回波法测厚时，声速的测量也是至关重要的--声速越 精确，所得的测厚结果就越精确。在实际应用中，声速的测 量有几种可行方法：回波法确定混凝土的波速，然后用该波 速检测结构的其它部位。 直接用冲击回波法测量P波波速来确定，此方法允许测量结 构上任一点的波速。用超声平测法测量混凝土的声速（如图 3所示）。在混凝土结构中不同部位的波速往往是变化的， 或者在某些情况下其厚度未知，还得进行取芯，所以第一种 方法不太可取；用第二、三种方法测得的声速值比较接近， 一般测试时优先采用第二种方法，除非条件不具备，再考虑 采用其他两种方法。
图15 PIES 便携 式冲 击回 波仪
其产品特点： （1）首次真正意义上的便携式冲击回波系统，能用带电池 的掌上电脑进行数据选择和存储； （2）首次在一个便携式系统内综合实施冲击回波技术； （3）首创具有带压力和频率控制实用电子触发多冲击头压 力波生成装置； （4）运用数学运算法则判断表面裂缝长度 （5）频率范围广：1Hz~100Hz，设计了一个体积小、成本 低、信号数字化丰富的全新数字转换器，传输率1G样本/秒， 它是唯一一个适合膝上和掌上电脑的信号转换器； （6）首次能用回波技术测量到10米内厚的混凝土或其它增 益结构的设备。
冲击回波法检测教学讲义
接收器
接收器
用于接收并响应被测结构中的应力波，将信号转换为可测量 的电信号。
接收器类型
常用的接收器有压电式、磁电式和电动式等，根据检测需求 选择合适的接收器。
数据采集系统
数据采集系统
用于采集、记录和显示接收器输出的电信号，以便进行分析和处理。
数据采集系统组成
包括信号放大器、滤波器、模数转换器和计算机等，确保数据采集的准确性和稳 定性。
在冲击回波法中，使用超声探头 接收反射回来的回波信号。回波 信号的强度和波形反映了界面的 性质和状态。
回波的处理
接收到的回波信号需要进行处理 ，包括信号放大、滤波、数字化 等步骤，以便后续的分析和处理 。
信号的分析与解释
信号的分析
对处理后的回波信号进行分析，提取 有关界面性质和状态的信息，如反射 系数、折射系数、声速等。
。
数据处理
根据实验目的对数据进行处理 ，如滤波、去噪等，以提高数
据质量。
结果分析
根据处理后的数据，分析材料 性能，如弹性模量、阻尼比等
，并得出结论。
结果评估与报告
对实验结果进行评估，撰写详 细的实验报告，包括实验目的
、方法、结果和结论等。
05
冲击回波法的实验结果与解释
实验结果展示
实验数据记录
详细记录每次实验的输入参数、实验步骤、实验环 境和实验数据，确保数据的完整性和准确性。
信号发生与采集
调整参数
通过信号发生器产生冲击信 号，并使用采集设备记录材
料对冲击信号的响应。
根据实验需求，调整信号发 生器和采集设备的参数，以
获取最佳的测试效果。
重复实验
为了确保数据的准确性 和可靠性，需要进行多
冲击回波法检测混凝土结构
冲击回波法检测混凝土结构目前常用的探测混凝土结构内部缺陷（空洞、剥离层、疏松层、裂缝等）的无损检测方法主要是超声法，该法可以穿透（传播）较远距离，且安全方便，但这种穿透测试，需要两个相对测试面，而且必须测试多个测点，通过相对比较，以统计概率法来处理数据，才能做出判断。
对于单面结构，如道路、底板、隧道衬砌、喷射混凝土等则难于运用。
另外这些结构往往还需要测量厚度，而现有的测量混凝土结构厚度的方法，包括超声脉冲法都还存在一些问题。
冲击回波法是单面反射测试，测试方便、快速、直观，且测一点即可判断一点。
特别适合于单面结构，包括喷射混凝土的检测。
测试系统由：冲击器、接收器、采样系统（主机）、笔记本电脑组成。
它们共同完成整个测试工作。
它的流程如图1：图1 冲击回波法试验流程（1）产生冲击首先在混凝土表面施加一瞬时冲击，产生一应力脉冲。
冲击必须是瞬间的。
冲击的力时间曲线可大致看成一个半周期正弦曲线。
施加的应力脉冲宽度，即冲击持续时间t （与混凝土表面的接触时间）决定了所产生的应力脉冲的频率成分。
冲击持续时间决定了冲击试验所能检测的缺陷和厚度的尺寸。
冲击持续时间应选择得使发生的脉冲所包含的波长大致等于或小于被探测缺陷或界面的横向尺寸及被测后的的2倍（2h）。
（2）接收信号由冲击所产生的响应由接收器接收。
接收器由顶端的换能元件及内部放大器组成，通过电缆与系统主机相连。
接收点应尽量靠近冲击点。
接收器的输出与表面垂直位移成比例。
接收器底部的铝箔用来完成换能元件的电路联结和接收器与被测表面的省耦合。
测量时首先调整好电脑和主机，然后将接收器对准接收点。
按下接收器手柄，让锥形换能元件与冲击点表面接触，按下放大器开关，再用冲击器弹击试体表面。
由冲击引起的混凝土表面位移响应被接收器顶端的换能元件接收，经放大后传到主机。
（3）采集波形主机的主要功能就是采集波形。
由接收器送来的位移响应波形由采样板采集并传输给计算机。
采集波形中的各种参数由计算机预先设定。
压浆 密实度检测 冲击回波法
压浆密实度检测冲击回波法
压浆是指将水泥浆料或其他混凝土材料通过压力注入到岩石或
土壤中，以填充空隙或加固地基的工艺。
压浆可以用于地下隧道、
基础工程、岩土工程等领域，以提高地基的承载能力和稳定性。
密实度检测是指对土壤或岩石中的颗粒进行排列和紧密程度的
检测和评估。
密实度是土壤或岩石中孔隙的大小、形状和分布程度
的度量，是评价土壤或岩石工程性质的重要参数之一。
常见的密实
度检测方法包括原位密实度检测、实验室试验和非破坏性检测等。
冲击回波法是一种常用的非破坏性检测方法，用于评估混凝土、岩石或其他材料的质量和结构特性。
该方法通过在材料表面施加冲
击或震动，然后监测回波信号的传播时间和强度来推断材料的内部
结构和缺陷情况。
冲击回波法可以用于评估混凝土的强度、密实度、裂缝和空洞等情况，对于建筑结构和桥梁的质量评估具有重要意义。
综上所述，压浆、密实度检测和冲击回波法都是与土壤、岩石
和混凝土工程相关的重要技术和方法，它们在地基加固、工程质量
控制和结构评估等方面发挥着重要作用。
通过综合运用这些技术和
方法，可以有效地提高工程质量，保障工程安全，推动建筑行业的发展。
冲击回波法混凝土厚度检测技术
IE 冲击-回波法混凝土厚度检测技术（四川升拓检测技术有限责任公司X ，四川 成都 610045）四川升拓检测技术有限责任公司专注道桥隧等方面的无损检测技术研发生产，在综合国内上现有先进技术的基础上，提出了一系列具有独创性的测试原理，建立了较为完善的检测体系。
在混凝土材料、结构无损检测领域上的独创性技术有裂缝深度测试方法（表面波法）、弹性模量测试方法、改良冲击回波法（IEEV)。
以下介绍的是我公司的IE 冲击回波法检测混凝土厚度的技术。
一、冲击回波法混凝土结构的尺寸，如楼板、桥板、隧道衬砌厚度、基础和挡土墙厚度、埋深等也常常是重要的测试对象。
根据测试对象的形状、厚度范围，需要采用不同的测试方法。
在结构表面激发冲击弹性波，通过测试其在结构底部反射的时间T 和材料的冲击弹性波波速c V ，即可测试结构的厚度H 。
2/T V H c ⋅=根据尺寸的大小、激振波长和能量的强弱，又可以分为单一反射法和重复反射法（冲击回波法）。
当测试对象较薄，激振信号与反射信号不能很好分离时，通过频谱分析的方法可以算出一次反射的时间（即周期），据此即可测出对象的厚度。
该方法也称IE 法（冲击回波法），其关键在于（1） 频谱分析；（2） 从周围噪声、激振的残留信号中对有效信号的分离；设备中集成了我们开发的各种处理技术，可适用于不同条件下的壁厚测试。
冲击回波法（重复反射法）的测试概念图二、模型验证应中水东北勘察设计院邀请，我们对混凝土试块的厚度进行了检测验证。
试块尺寸V的标定，得为1000mm×500mm×491mm，骨料最大粒径30mm。
通过对同种混凝土波速p到其值为3.670km/s。
混凝土试验块反射时间分析结果图（左：MEM，右：FFT）测试结果表分析方法测试结果平均值实际值误差（%）备注MEM 0.4810.508 0.500 1.57%FFT 0.535可以看出，只要波速标定得当，测试精度是令人满意的。
冲击回波法检测混凝土结构缺陷实验研究
冲击回波法检测混凝土结构缺陷实验研究发表时间：2017-10-20T13:56:18.497Z 来源：《防护工程》2017年第15期作者：侯高峰[导读] 冲击回波法具有较高的应用价值，可较准确地检测混凝土结构内部缺陷情况，适用于水利工程、建筑工程、隧道工程等。
安徽省·水利部淮委水利科学研究院安徽合肥 230088，2.安徽省建筑工程质量监督检测站安徽合肥 230088)摘要：冲击回波法是一种建立在低频应力波传播特点基础上的无损检测方法，具有单面检测、检测精度高等特点。
经试验证明冲击回波法可较准确地检测混凝土结构内部缺陷情况，适用于水利工程、建筑工程、隧道工程等。
关键词：冲击回波法；实验研究；内部缺陷检测Impact echo method to detect structural defects of concreteHou Gaofeng(1.Anhui and Huai River Water Resources Research Institute，Hefei,230088,China；2. Anhui speed real estate development company limited , Hefei 230009 ,China)Abstract: Shock echo method is a nondestructive testing method based on the characteristics of low-frequency stress wave propagation, which has the characteristics of single surface detection and high precision detection.The test proves that the shock echo method can accurately detect the internal defects of concrete structure, which can be applied to hydraulic engineering, construction engineering and tunnel engineering. Keyword：Shock echo method; Experimental research; Internal defect detection0.前言混凝土材料凭借材料易获得、强度高、经济性好、承载力强等优点被广泛应用于各类建筑工程中，因此，其内部结构缺陷检验具有重要的现实意义。
混凝土厚度检测(冲击回波法))
7
试验结束后的整理（5分）
设备归位：关闭电源，取下传感器、连接线、信号线、设备清洁、装箱。
4
现场用具及时上交。
1
合计总得分
100
Nondestructive Testing Capability and Evaluation Standard of Concrete Thickness ( Impact Echo Method )
4
There are no less than 8 valid test data during wave speed calibration collection,0.5 points will be deducted for one less item, and a maximum of 4 points will be deducted.
1.Skill requirements
Concrete thickness can be detected by imapct echo method.
2. Evaluation standard
Serial number
Examination item
Marking criterion
Scores
4
5
Data analysis
(24 points)
Wave velocity calibration and data processing:Analysis software should be used for data processing. There should be no less than 8 valid analysis data, 0.5 points will be deducted for 1 less, and 4 points will be deducted at most.
冲击回波法混凝土厚度检测技术
IE 冲击-回波法混凝土厚度检测技术（四川升拓检测技术有限责任公司X ，四川 成都 610045）四川升拓检测技术有限责任公司专注道桥隧等方面的无损检测技术研发生产，在综合国内上现有先进技术的基础上，提出了一系列具有独创性的测试原理，建立了较为完善的检测体系。
在混凝土材料、结构无损检测领域上的独创性技术有裂缝深度测试方法（表面波法）、弹性模量测试方法、改良冲击回波法（IEEV)。
以下介绍的是我公司的IE 冲击回波法检测混凝土厚度的技术。
一、冲击回波法混凝土结构的尺寸，如楼板、桥板、隧道衬砌厚度、基础和挡土墙厚度、埋深等也常常是重要的测试对象。
根据测试对象的形状、厚度范围，需要采用不同的测试方法。
在结构表面激发冲击弹性波，通过测试其在结构底部反射的时间T 和材料的冲击弹性波波速c V ，即可测试结构的厚度H 。
2/T V H c ⋅=根据尺寸的大小、激振波长和能量的强弱，又可以分为单一反射法和重复反射法（冲击回波法）。
当测试对象较薄，激振信号与反射信号不能很好分离时，通过频谱分析的方法可以算出一次反射的时间（即周期），据此即可测出对象的厚度。
该方法也称IE 法（冲击回波法），其关键在于（1） 频谱分析；（2） 从周围噪声、激振的残留信号中对有效信号的分离；设备中集成了我们开发的各种处理技术，可适用于不同条件下的壁厚测试。
冲击回波法（重复反射法）的测试概念图二、模型验证应中水东北勘察设计院邀请，我们对混凝土试块的厚度进行了检测验证。
试块尺寸V的标定，得为1000mm×500mm×491mm，骨料最大粒径30mm。
通过对同种混凝土波速p到其值为3.670km/s。
混凝土试验块反射时间分析结果图（左：MEM，右：FFT）测试结果表分析方法测试结果平均值实际值误差（%）备注MEM 0.4810.508 0.500 1.57%FFT 0.535可以看出，只要波速标定得当，测试精度是令人满意的。
基于小波分析的冲击回波法预应力管道压浆质量检测
基于小波分析的冲击回波法预应力管道压浆质量检测胡林翼【摘要】At present, there is no mature and reliable method for testing of prestressed ducts grouting in China. The impact-echo Method is usually adopted for that. In this paper, the principles of impact-echo method and its testing are introduced at first, using wavelet analysis method, through data collection of impact-echo signal on different grouting compactness, evaluation criterion about a basic frequency with different grouting compactness is researched. Then, comparing a measured basic frequency with that in all empty duct under the same circumstances, the ducts grouting quality is judged. At last, with actual engineering, the results of the research show that the impact-echo method is effective to evaluate grout quality in prestressing ducts.% 介绍了冲击回波法理论及检测理，通过采集不同注浆饱满度下的冲击回波信号，并采用小波分析方法，研究了主频对不同注浆饱满度的响应规律及其判断据。
冲击回波法检测混凝土内部缺陷
冲击回波法检测混凝土内部缺陷
冲击回波法是一种常用于检测混凝土内部缺陷的无损检测技术。
它通过在混凝土表面敲击钢球或铁棒等物体，利用冲击波在材料中传
播并发生反射的特性，来判断混凝土内部的缺陷情况。
具体地说，在检测前需要事先将混凝土表面进行打磨和清理，以
确保测试的准确性。
然后，将敲击物放置在混凝土表面并敲击，此时
会在混凝土中产生一系列冲击波，这些波会在混凝土的内部依次传播，并在遇到界面或缺陷时发生反射，返回地表。
通过检测波的传播时间和反射幅度，可以确定混凝土内部的结构
和缺陷情况。
例如，如果反射幅度较大，则说明在该位置有一个比较
明显的缺陷，如裂缝或空洞等。
需要注意的是，冲击回波法虽然能够检测混凝土内部的缺陷，但
其检测结果受混凝土的性质、敲击物的类型、敲击强度等多种因素的
影响，因此需要仔细操作和多次检测以提高准确性。
总体来说，冲击回波法是一种简单、快速、准确的混凝土无损测
试方法，被广泛应用于工程质量检测、建筑物维护等领域。
铁路衬砌质量冲击回波声频检测指南
铁路衬砌质量冲击回波声频检测指南下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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冲击回波法检测
精选2021版课件
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❖ 以下为冲击回波检测结构的几个现场实例，其中图7表面波 和冲击回波联合使用，在单面情况下，可准确获得混凝土波 速，进而求得更精确的厚度值 。
图4 冲击回波方法检测桥梁
图5 冲击回波法检测隧道
图6 冲击回波法检测公路
精选2021版课件
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图7 表面波、冲击回波法联合检测桥面
❖ IES方法是在IE的基础上，将 固定的单个传感器变为滚动传 感器，从而极大地加快了测试 速度。IES扫描式冲击回波测 试系统是目前最先进的冲击回 波测试仪。如图8所示，IE方 法只有一个接收传感器，每测 试一点螺线管冲击一次。而 IES方法采用扫描式滚动传感 器，并采用螺线管冲击器进行 连续冲击，极大地提高了检测
精选2021版课件
15
（3）具有以下优点： 1. 只需一个测试面 2. 不需要耦合剂 3. 测试迅速，每小时可测2000～3000 个点 4. 检测结构可靠、准确 5. 可对结果进行三维成像，快速、直观显示缺陷 。图11至 图14为三维成像测试结果。
图11 厚度变化处的三维成像
精选2021版图课1件2 板中蜂窝缺陷的三维成像
各种物理化学因素对混凝土成分和结构造成的破坏
进一步扩大。
图15
PIES
便携
式冲
击回
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波仪
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其产品特点：
（1）首次真正意义上的便携式冲击回波系统，能用带电池 的掌上电脑进行数据选择和存储；
（2）首次在一个便携式系统内综合实施冲击回波技术； （3）首创具有带压力和频率控制实用电子触发多冲击头压 力波生成装置；
可对结构厚度、缺陷进行三维成像。表面波型冲击回波系
统无需取芯标定，就可准确检测混凝土的厚度。超薄型冲 击回波系统可检测最小厚度约5cm的板状结构，拓宽了冲 击回波方法的厚度检测范围。目前应用比较广泛的冲击回 波法是IES扫描式冲击回波系统。
冲击回波法检测混凝土结构
冲击回波法检测混凝土结构目前常用的探测混凝土结构内部缺陷（空洞、剥离层、疏松层、裂缝等）的无损检测方法主要是超声法，该法可以穿透（传播）较远距离，且安全方便，但这种穿透测试，需要两个相对测试面，而且必须测试多个测点，通过相对比较，以统计概率法来处理数据，才能做出判断。
对于单面结构，如道路、底板、隧道衬砌、喷射混凝土等则难于运用。
另外这些结构往往还需要测量厚度，而现有的测量混凝土结构厚度的方法，包括超声脉冲法都还存在一些问题。
冲击回波法是单面反射测试，测试方便、快速、直观，且测一点即可判断一点。
特别适合于单面结构，包括喷射混凝土的检测。
测试系统由：冲击器、接收器、采样系统（主机）、笔记本电脑组成。
它们共同完成整个测试工作。
它的流程如图1：图1 冲击回波法试验流程（1）产生冲击首先在混凝土表面施加一瞬时冲击，产生一应力脉冲。
冲击必须是瞬间的。
冲击的力时间曲线可大致看成一个半周期正弦曲线。
施加的应力脉冲宽度，即冲击持续时间t （与混凝土表面的接触时间）决定了所产生的应力脉冲的频率成分。
冲击持续时间决定了冲击试验所能检测的缺陷和厚度的尺寸。
冲击持续时间应选择得使发生的脉冲所包含的波长大致等于或小于被探测缺陷或界面的横向尺寸及被测后的的2倍（2h）。
（2）接收信号由冲击所产生的响应由接收器接收。
接收器由顶端的换能元件及内部放大器组成，通过电缆与系统主机相连。
接收点应尽量靠近冲击点。
接收器的输出与表面垂直位移成比例。
接收器底部的铝箔用来完成换能元件的电路联结和接收器与被测表面的省耦合。
测量时首先调整好电脑和主机，然后将接收器对准接收点。
按下接收器手柄，让锥形换能元件与冲击点表面接触，按下放大器开关，再用冲击器弹击试体表面。
由冲击引起的混凝土表面位移响应被接收器顶端的换能元件接收，经放大后传到主机。
（3）采集波形主机的主要功能就是采集波形。
由接收器送来的位移响应波形由采样板采集并传输给计算机。
采集波形中的各种参数由计算机预先设定。
冲击回波检测方法
冲击回波检测方法D.1 方法原理D.1.1 冲击回波法的原理是在结构或构件表面利用人工冲击激发瞬态冲击弹性波并接收其直达、反射、折射、透射等回波信号，通过分析其波速、波形和主频频率等参数的变化情况，判断所测结构、构件的厚度和缺陷的方法。
D.1.2 冲击回波法亦称冲击弹性波法，属于弹性波法的一种。
主要在结构和构件的单一表面进行观测，根据装置原理不同分为直达波法、反射波法和面波法等观测方法，根据冲击方式的不同分为单点式、扫描式等观测方式。
D.2 适用范围及应用条件D.2.1 适用范围适用于检测隧道围岩支护构件、模筑和喷射混凝土结构和构件等方面内容，主要包括：锚杆的杆体长度和锚固密实度、模筑混凝土表面的裂缝深度、脱空，模筑和喷射混凝土结构和构件的厚度、内部、结合面和背部（下部）的不密实、空洞、脱空、注浆效果等检测项目。
D.2.2 应用条件如下：a)测试面应清洁、平整、干燥，并应避开蜂窝麻面部位，不应有施工缝、饰面层、浮浆、油垢等，必要时可将激发点和接收点用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平，抹平砂浆必须与混凝土粘结良好；b)冲击点位置与传感器的间距应小于预估厚度或缺陷深度的0.4倍，测点或测区中的测线距所检测结构或构件边缘宜不小于其厚度的0.3倍；c)反射波法观测时，被测部位应具有使冲击弹性波垂直或斜穿反射面的测试条件；d)检测时，周边环境不应有机械振动和高振幅电噪声干扰源存在。
D.3 仪器设备D.3.1 冲击回波仪器系统主要包括：冲击器（锤）、接收传感器、数据采集系统、数据处理和分析系统、游标卡尺、钢卷尺等。
D.3.2 冲击回波仪器系统的主要性能指标应符合下列规定：a)观测方式可根据要求选择单点式、扫描式，扫描式冲击器的移动速率可控制；b)冲击器（锤）的规格应根据检测深度或厚度选择并可更换；c)传感器采用接收表面垂直位移响应的宽带换能器，并具有接收微弱反射信号的高灵敏度；d)数据采集系统主要性能指标应符合下列规定：1)具备触发、信号放大、显示功能和现场数据处理，且增益可调节；2)频率带宽不窄于100Hz～500kHz，具有实时滤波功能；3)系统增益不低于128db；4)A/D转换不低于16位；5)最小采样间隔不大于1μs；6)记录点数不少于1024点；7)信号叠加次数可选择或自动叠加；e)数据处理和分析系统应具备时间域窗口选择、数字滤波、时域分析、频域分析等功能，宜具有三维图形处理和分析功能。
冲击回波法混凝土厚度测试
(b)
图 2 二步法测定混凝土结构厚度示意图：(a) 波速测试；(b) 冲击回波测试 (图片由湖南芯仪电子绘制，转载图片请 注明出去)
3 检测中应注意的问题 (1) 表面处理 一般路面施工都有一道“拉毛”工序，此道工序会使砼体路面不平整，同时使得表 层产生微裂隙，如果不经过任何处理就用冲击回波法测厚，很难甚至不能得出结果， 原 因之一是传感器与待测表面耦合不良，很难接收到信号，从而使信号微弱；原因之二是 微裂隙的存在使测试条件更复杂，所得信号质量不好，杂波较多，有用信号不突出， 所 以在检测之前，要对表面进行处理，用砂轮将待测点周围磨平，至少将“拉毛”层磨掉。 (2) 传感器的设计 用于测厚的传感器必须具有较宽的频带范围，以适应不同厚度砼体的检测。另外， 传感器还必须有适宜的灵敏度，使得有用信号突出，干扰信号减低到最低限度，从而提 高信号质量，使测试结果更精确。本公司采用的为高灵敏度，宽频段的加速度传感器。 (3) 冲击器的选择 对于不同厚度的砼板，其瞬态共振频率不同：对于较厚的砼板，此频率值较低； 对 于较薄的砼板，厚度频率值较高。应选择一种能产生相应频率且有足够能量的冲击器， 使得砼板能产生瞬态共振，接收信号较强且质量较高。 (4) 声速的测量 在冲击回波法测厚时，声速越精确，所得的测厚结果就越精确。在实际应用中， 声 速的测量有几种可行方法: ① 通过在已知厚度的区域内用冲击回波法确定混凝土的波速，然后用该波速检测 结构的其它部位。 ② 直接用冲击回波法测量 P 波波速来确定混凝土声速，此方法允许测量结构上任
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冲击回波法检测混凝土厚度
冲击回波法为适应具有弹、粘、塑性的非均质多相混凝土材料质量检测而提出的， 该方法始于 1983 年美国国家标准与技术研究院，随后发展于 1987 年的康奈尔大学。 国 内，南京水利科学研究院于 1989 年最先对冲击回波法技术开展研究。冲击回波法适用 于检测隧道衬砌、道路、地下连续墙和楼板等只有一个检测面的厚度及其内部结构的完 整性。加拿大学者马尔霍察在 1984 年的国际现场混凝土无损检测会议论文集中把冲击 回波法列为“最有发展前途的现场检测方法之一。 一、冲击回波原理 冲击回波法是一种基于应力波传播特性的无损检测法， 其原理是利用机械方式冲击 混凝土表面产生应力波，该应力波会在结构中传播，因为波阻抗的差异，应力波会被内 部缺陷和外部表面反射，来回反射的应力波会形成一种特殊模态，在激发点附近由接收 换能器接收回波信号并将信号通过快速傅里叶变换转换至频域中， 通过分析主频大小评 定结构厚度和内部缺陷情况。图 1 为冲击回波法测试混凝土厚度原理示意图。
冲击-回波法-韩锋
测点准备
测点选择、测点表面处理 表面无裂缝，被测点表面用砂轮将待 测点周围打磨
六、实验步骤
实验前准备 仪器连接安装 接收仪置于被测点 冲击（敲击）
数据收集 数据分析
回波测试仪
波形图和频率图
应力波速度测试
由于混凝土原材料、配比、设计强度等 级的差别, 冲击回波试验中需根据不同 结构的混凝土测定其应力波速度C。应力 波速度常采用超声波测试: 通过超声 仪测量混凝土的声波速度, 根据应力波 速度约为声波速度0.9 倍的关系, 估算 结构混凝土应力波速度值;
C T 2f
波 形 采 集 频 谱 分 析
峰值频率为 10.05kHz，
。
用超声仪测得声波速为 4200m/s， 其峰值频率为 10.05kHz，
C 4200 m / s T 20.9cm 2 f 2 10.05kHz
故其厚度为 20.9cm，比较接近设计厚度值20cm。
重复采样，进行频谱分析
冲击回波法实验报告
编制：韩锋
目录：
工程概况 实验目的和适用范围 实验依据 实验仪器
实验前准备
实验步骤 实验数据处理分析 现场常见问题判断及处理
安全保证措施
一、工程概况
北京铁路某段隧道二次衬砌混凝土厚度采 用冲击-回波法实验检测，该隧道结构为一 次喷护 30cm 厚混凝土和二次模注20cm 厚混凝土复合衬砌形式，两次混凝土之间 有一柔性防水层。通过用冲击-回波法来测 出该隧道二次衬砌混凝土厚度值。
实验结果更能接近实际厚度 将平均值做为实验结果
数 据
数 据
数 据
数 据
数 据
实验采样
条件一
平均厚度大于等于设计厚度；
合 格 条 件