超声波检测混凝土裂缝深度
超声波法检测混凝土试验报告
哈尔滨工程大学实验报告实验名称：超声波法检测混凝土实验班级：212学号：05姓名：纪强合作者：黄昊、张艳慧成绩：____________________________指导教师：梁晓羽实验室名称：工程测试与检测技术实验室目录一．试验目的二．试验仪器和设备三．原理及试验装置四．试验步骤五．试验数据记录表格六．注意事项七．试验结果分析八．问题讨论一.试验目的检测混凝土裂缝宽度，检测裂缝尺寸从而确定混凝土结构安全性。
对混凝土裂缝超声检测进行实验研究，对预先设置在混凝土试件中的裂缝进行超声检测，将得到的检测数据与相应的理论值进行对比分析，讨论裂缝超声检测中存在的问题，对裂缝的检测方法提出建议。
二.试验仪器和设备GTJ—F800 混凝土裂缝综合检测仪器，8500~11000RMB。
三.原理及试验装置混凝土裂缝宽度检测试验原理：通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上，然后对裂缝图像进行图像处理和识别，执行特定的算法程序自动判读出裂缝宽度，仪器采用新型高精度、高灵敏度的光电转换器件进行图像采集，利用DSP 系统实现图像分析与处理，通过特征提取与优化算法自动判读裂缝宽度，同时在液晶屏上实时显示裂缝图像和裂缝宽度的测试结果。
裂缝深度检测试验原理：超声波在不同介质中传播时，将发生反射、折射、绕射和衰减等现象,表现为接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形和频率发生相应变化,对这些变化分析处理就可以判定结构内部裂缝的深度。
图中, H为试件高度;h为构造裂缝度 ;L1为射换能器距构造裂缝的水平距离;L2 为接收换能器距构造裂缝的水平距离。
四.试验步骤制作带裂缝混凝土试件：该试件长0·6m，宽0·5m，高0·4m，混凝土强度C25，采用石子粒径30mm左右，裂缝深度90~100mm，缝宽 0~10mm。
2.布置测点：缝宽测量时，可以在试件的不同面上选择不同的测点，避免重复;缝深测量时，以两个探头间距为50mm,100mm,150mm,200mm布置测点，且左右两测点与裂缝的距离相等。
基于超声波技术的水泥混凝土裂缝深度检测
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｔｅｓｔｉｎｇꎬｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｉｍｅ － ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄꎬｃｒａｃｋ ｄｅｐｔｈ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｃｒａｃｋｓ ａｒｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍｏｎ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｅｍｂｅｒｓ. Ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｒａｃｋｓ ｉｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ
ｓａｆｅｔｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔꎬｔｈｅ ｃｒａｃｋ ｄｅｐｔｈ ｉｓ ｎｏｎ － ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｌｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｕｌｔｒａ￣
在国外ꎬ加拿大的 Ｌｅｓｌｉｅ 和 ＣＨｅｅｓｍａｎ、英国的 Ｒ Ｊｏｎｅｓ 成
采用时距法对裂缝进行测量ꎬ将 Ｔ、Ｒ 换能器分别置于裂缝对
超声波检测和冲击弹性波检测 [１] ꎮ
功使用超声波法对混凝土进行检测[２] ꎬ美国 Ｃｈｉ － Ｗｏｎ Ｉｎ 等人
对混凝土内部裂缝位置和深度的计算做了详细研究
[３ － ６]
修补是很有必要的措施ꎮ 在此之前必须对混凝土裂缝进行检
程中能量逐渐减弱ꎬ影响后续波形分析ꎬ造成计算误差ꎻ当收
测ꎬ研究裂缝形成原因、状态的发展趋势ꎬ从而对混凝土质量
发换能器的间距过小时ꎬ超声波波形将产生严重畸变ꎬ导致声
情况评定与计量ꎮ 混凝土裂缝检测方法有多种ꎬ常见方法有
时测量的误差增大ꎬ从而导致裂缝深度测量误差ꎮ 因此ꎬ在对
超声波检测混凝土裂缝深度试验记录表-概述说明以及解释
超声波检测混凝土裂缝深度试验记录表-概述说明以及解释1.引言1.1 概述混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的重要材料，然而在使用过程中常常会出现裂缝现象，这不仅影响到结构的美观性，更可能对结构的强度和耐久性造成影响。
因此，对混凝土裂缝的检测和分析就显得尤为重要。
超声波检测是一种非破坏性检测方法，通过声波在材料中传播的特性，可以较准确地检测并评估混凝土裂缝的深度。
本文通过实验对超声波检测混凝土裂缝深度进行了系统性的研究和试验，旨在为混凝土结构的质量评估提供可靠依据。
在下文中，我们将介绍超声波检测的原理及其在混凝土裂缝检测中的应用，详细描述实验设备和方法，并总结试验记录表的结果。
通过这些内容的介绍，我们将为混凝土裂缝检测提供一种快速、准确、可靠的方法，并展望其在工程实践中的应用前景。
1.2 文章结构:本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分主要对超声波检测混凝土裂缝深度的背景和意义进行概述，介绍文章的目的和结构安排，以便读者对全文有一个整体的了解。
正文部分将详细介绍超声波检测的原理、实验所使用的设备和方法，并给出试验记录表以展示实验数据，以便读者了解实验的具体操作和结果。
结论部分将对实验结果进行分析和讨论，展望该技术在未来的应用前景，并对整个实验过程和结论进行总结，为读者提供一个清晰的结论和总结。
1.3 目的: 本次实验旨在探究利用超声波技术检测混凝土裂缝深度的有效性，验证该方法在混凝土结构裂缝检测中的应用价值。
通过对不同深度裂缝的超声波检测，分析检测结果并总结经验，为今后混凝土结构裂缝检测提供参考和借鉴。
希望通过本次实验，能够为深入研究混凝土结构裂缝检测方法提供有益的实践经验。
部分的内容2.正文2.1 超声波检测原理超声波是一种高频声波，其频率通常超过人类听觉频率范围（20kHz）。
在混凝土结构中，由于其材料特性不均匀性，裂缝、孔隙、偏差等缺陷会导致超声波在传播过程中发生反射、折射和衰减。
超声波检测混凝土缺陷
一．目的检测混凝土内部缺陷，指导检测员按规程正确操作，确保检测结果科学、准确。
二．检测参数及执行标准1.检测参数：混凝土裂缝深度、混凝土不密实区和空洞、混凝土结合面质量、混凝土表面损伤层检测；2.执行标准：CECS21：2000《超声法检测混凝土缺陷技术规程》三．适用范围本方法适用于混凝土裂缝深度检测、不密实区和空洞检测、混凝土结合面质量检测、表面损伤层检测等。
四．职责检测人员必须执行国家规范，按作业指导书操作，随时做好记录，整理计算，编制检测报告，并对数据负责。
五．样本大小及抽样方法对委托部位进行检测。
六．仪器设备1. RSM-SY5智能声波仪及其配套探头（GC221）；2．笔记本电脑（GC031）；3. 耦合剂（采用黄油或纤维素）；4. 角磨机（GC131）；5. 50cm以上直尺等。
※根据检测现场情况准备攀爬设施及安全保护设备。
超声波检测混凝土缺陷七．环境条件温度为0-40℃，相对湿度小于或等于90%，电源电压在220 V±10%（直流供电电压220V±5%）时的环境下。
八．操作步骤及数据处理1.操作步骤（1）. 混凝土裂缝深度检测混凝土表面应清洁、平整，必要时可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。
结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时，可采用双面穿透斜测法检测。
将T、R换能器分别置于两测试表面对应测点1、2、3……的位置，读取相应声时值t i、波幅值A i，及主频率f i。
判定：当T、R换能器的连线通过裂缝，根据波幅、声时和主频的突变，可以判定裂缝深度，以及是否在所处断面内贯通。
（2）. 不密实区和空洞检测1)检测不密实区和空洞时构件的被测部位应满足下列要求：a. 被测部位应具有一对(或两对)相互平行的测试面；b. 测试范围除应大于有怀疑的区域外，还应有同条件的正常混凝土进行对比，且对比测点数不应少于20点。
2)测试方法根据被测构件实际情况，选择下列方法之一布置换能器:a. 当构件具有两对相互平行的测试面时，可采用对测法。
超声波检测混凝土裂缝深度JGHNT05
1. 适用范围、检测项目及技术标准1.1.适用范围本细则适用于测量混凝土建筑物中深度不大于500mm 的裂缝。
不适用于裂缝内有水或穿过裂缝的钢筋太密的情况。
1.2.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8.10.2所示,将换能器对称地置于裂缝两側, 测得传播时问为t, (t1是超声波绕过裂缝末端所需的时间),设混*v）/2=AD图裂缝深度测试凝土声速为 v,可得: （t1则裂缝深度为: d'一两换能器之间的净距; d一超声传播的实际距高将换能器平置于无缝的混擬土表面上, 相距同样为d' , 测得传播时间为t0,则t0·v=d,代入上式,则可得另一公式:1.3.检测项目超声波法检测混擬土裂缝深度（平测法）。
1.4.引用标准JTJ270-98《水运工程混凝土试验规程》2.检测设备2.1.非金属超声检测仪: 技术性能应符合JTJ270-98规程附录G中的有关规定；2.2.钢卷尺。
3.试验步骤3.1.无缝处平测声时和传播距离的计算:将发、收换能器平置于裂缝附近有代表性的、质量均匀的混凝i表面上,两换能器相距(以换能器内边缘为准)为d',在不同的d'值(如50、100、150、200、250、300mm等,必要时再适当增加)的情况下,测读出一一系列各相应的传播时间t0。
以距离d'为纵坐标,时间t0为横坐标,将数据点绘在坐标纸上。
若被测处的混凝土质量均匀、无缺陷, 则各点应大致在一条直线上, 根据图形计算出这直线的斜率(用直线回归计算法) , 该斜率即为超声波在该处混擬土中的传播速度v (简称声速) 。
按公式d= t0·v计算出发、收换能器在不同的距离下的一系列超声波传播距离d, d大于相应的d'。
3.2.绕缝传播时间的测量:(1) 垂直裂缝:将发、收换能器平置于混凝土表面上裂缝的各一側, 两换能器中心的联线应垂直于裂缝的走向, 换能器对称于裂缝, 在同一连线上彼此相距(以换能器内边缘为准)为 d'。
超声法结合钻芯法检测大体积混凝土裂缝深度
超声法结合钻芯法检测大体积混凝土裂缝深度卓林，李艳（安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽合肥230000）［摘要］大体积混凝土浇筑后容易产生裂缝，为检测其裂缝开展深度一般采用无损检测方法—超声法检测，并结合微破损检测方法—钻芯法进行验证。
本文实例为查明某水闸闸墩裂缝产生的原因，保证水闸的安全运行，采用超声法结合钻芯取样检测裂缝开展深度。
根据两种检测方法对比，钻芯法检测的结果更准确、直接，但覆盖范围较小，不方便用于大面积的检测，超声法检测结果较钻芯法检测结果略有差异，且有周期短、成本低、操作简单、效率高等优点。
因此采用两种检测方法相结合，基本能反应工程的实际情况，为裂缝的处理提供依据。
［关键词］超声法；双面斜测法；钻芯法；裂缝；大体积混凝土［中图分类号］TV544+.91；TU528.07；TU317.8［文献标识码］A［文章编号］1002—0624（2019）10—0028—03随着现代水利工程发展的需要及施工技术的推进，大体积混凝土应用越来越广泛，然而，大体积混凝土结构在施工和使用过程中，容易出现裂缝，裂缝的存在既影响结构的美观和耐久性，又对安全性造成一定的影响。
为了解裂缝的现状，分析其产生的原因、对结构的损害程度，为后续处理提供相关依据，对裂缝深度进行检测是十分必要的[1]。
裂缝深度检测可借助于热记录仪、超声波、雷达电磁波及工业CT等无损检测技术，也可借助于钻芯取样微破损检测方法。
1检测原理超声法作为无损检测技术的一种，指采用带波形显示功能的超声波检测仪，测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度、首波幅度和接受信号的主频率等声学参数，并根据这些参数及其对应变化，判定混凝土中的缺陷情况。
超声法检测混凝土内部缺陷，具有探测距离大、不破坏结构性能、探伤灵敏度较高、周期短、成本低、操作简单、效率高等优点；缺点是对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类，对缺陷没有直观性。
混凝土无裂缝时可视为匀质体，超声波在其内部正常传播，当出现裂缝时，混凝土的连续性被破坏，混凝土在裂缝处形成不连续的界面，超声波经过此界面时将产生反射、散射及折射等现象，超声波的声学参数亦将随之变化，如声速减小、振幅降低、波形发生畸变等[2]。
混凝土裂缝深度超声波检测方法(完整)
混凝土裂缝深度超声波检测方法林维正1 原来裂缝深度检测方法对混凝土浅裂缝深度（50cm以下）超声法检测主要有以下几种方法，如图1所示的t c－t0法，图2所示的英国标准BS－4408法等，“测缺规程”推荐使用t c－t0法[2，3]。
上述方法中，声通路测距BS－4408法以二换能器的边到边计算，而t c－t0法则以二换能器的中到中计算，实际上声通路既不是二换能器的边到边距离，也不是中到中距离，“测缺规程”中介绍了以平测“时距”坐标图中L轴的截矩，即直线议程回归系数的常数项作为修正值，修正后的测距提高了t c－t0法测试精度，但增加了检测工作量，实际操作较麻烦，且复测时，往往由于二换能器的耦合状态程度及其间距的变化，使检测结果重复性不良。
应用BS－4408法时，当二换能器跨缝间距为60cm，发射换能器声能在裂缝处产生很大衰减，绕过裂缝传播到接收换能器的超声信号已很微弱，因此日本国提出了“修改BS－4408法”方案，此方案将换能器到裂缝的距离改为a1＜10cm，这样就使二换能器跨缝最大间距缩短在40cm以内。
“测缺规程”的条文说明部分（表4.2.1）中，当边－边平测距离为20.25cm时，按t c－t0法计算的误差较大，表4.2.1中检测精度较高的数据处理判定值为舍弃了该两组数据后的平均值。
条文说明第4.3.1条仅作了关于舍弃Lˊ＜d c数据的提示，实际上当二换能器测距小于裂缝深度时，超声波接收波形产生了严重畸变，导致声时测读困难，这就是造成较大误差的直接原因。
表4.2.1中未知数t c－t0法在现场检测中对错误测读数值的取舍是一个不易处理的问题。
“测缺规程”的条文说明第4.1.3条指出：当钢管穿过裂缝而又靠近换能器时，钢管将使声信号“短路”，读取的声时不反映裂缝深度，因此换能器的连线应避开主钢管一定距离a，a 应使绕裂缝而过的信号先于经钢管“短路”的信号到达接收换能器，按一般的钢管混凝土及探测距离L计算，a应大于等于1.5倍的裂缝深度。
超声波检测混凝土裂缝深度的方法与比较
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１ 概述
目前 应 用 超 声 波 平 测 法 检 测 混 凝 土 的 裂 缝 深 度 的方 法 ， 分
采用超声波检测技术评估混凝土结构的损伤程度
采用超声波检测技术评估混凝土结构的损伤程度一、引言混凝土是建筑和基础设施建设中最常用的材料之一，其强度高、耐久性好、施工简单等特点，使其得到广泛应用。
但是，由于混凝土结构经常受到自然和人为因素的影响，如气候变化、地震、车辆交通等，导致混凝土结构的损伤成为一个普遍存在的问题。
因此，对混凝土结构的损伤进行评估和监测显得异常重要。
超声波检测技术因其无损、高精度、高效等特点，在混凝土结构损伤评估和监测方面得到广泛应用。
本文将对超声波检测技术在混凝土结构损伤评估中的应用进行详细介绍。
二、超声波检测技术原理超声波检测技术是利用超声波在介质中传播的特性，通过检测声波在介质中传播的速度、衰减和反射等特征，来确定介质的结构和性质的检测技术。
在混凝土结构损伤评估中，超声波检测技术主要利用了声波在混凝土中传播的速度和衰减的特点。
通常，超声波检测技术可以分为传统超声波检测技术和全波形反演超声波检测技术两种。
传统超声波检测技术主要是通过测量超声波在混凝土中的传播速度和衰减系数，来评估混凝土结构的损伤程度。
全波形反演超声波检测技术则是通过记录超声波在混凝土中的传播和反射过程，来重构混凝土结构的内部信息，从而评估混凝土结构的损伤程度。
三、超声波检测技术在混凝土结构损伤评估中的应用1.传统超声波检测技术传统超声波检测技术主要是通过测量超声波在混凝土中的传播速度和衰减系数，来评估混凝土结构的损伤程度。
传统超声波检测技术可分为时间域方法和频率域方法两种。
时间域方法主要是利用超声波在混凝土中的传播时间来测量混凝土中的裂缝和缺陷等情况。
时间域方法可以通过直接时间法和反射点法两种方法进行实现。
直接时间法是指在混凝土中发射一束超声波，并在接收端记录超声波经过时间，从而计算声速和混凝土的密度，从而评估混凝土的损伤情况。
反射点法是指在混凝土表面发射一束超声波，并在混凝土内检测到反射信号，从而确定混凝土中的缺陷和裂缝等情况。
频率域方法主要是利用超声波在混凝土中的衰减系数来测量混凝土中的损伤情况。
超声法检测混凝土缺陷技术规程(修改版)
超声法检测混凝土缺陷技术规程工程建设标准全文信息系统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北京理息公开览专用工程建设标准全文信息系统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主编单位上海同济大学批准单位实施日期年月日北京市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统前言达的基础上吸收国内外超声检测仪器最新成果和超声检测技术的新经验结合我国建设工程中混凝土质量控制与检测的实际需要本规程的主要内容包括超声法检测混凝土缺陷的适用范围检测设备技术要求超声波检测设备声学参数测量全面修订将原浅裂缝检测和深裂缝检测两章合并成度检测删除了匀质性检测混凝土密实性检测的异常数据判断和表面损伤层检测的数据处理本规程由中国工程建设标准化协会混凝土结构委员会归口管理由陕西号邮场监督管理信息公开 览专工程建设标准全文信息系统上海同济大学参编单位中国建筑科学研究院结构研究所水利电力部南京水利科学研究院北京市建筑工程质检中心第三检测所重庆市建筑科学研究院主要起草人张治泰李乃平李为杜林维正张仁瑜罗骐先濮存亭林文修中国工程建设标准化协会年月日市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统目次总则术语主要符号超声波检测设备超声波检测仪的技术要求换能器的技术要求超声波检测仪的检定声学参数测量一般规定声学参数测量裂缝深度检测一般规定单面平测法双面斜测法钻孔对测法不密实区和空洞检测一般规定测试方法数据处理及判断一般规定测试方法数据处理及判断表面损伤层检测市场监督管理信息开 浏览专用工程建设标准全文信息系统测试方法数据处理及判断一般规定埋设超声检测管检测前的准备检测方法数据处理及判断钢管混凝土缺陷检测一般规定检测方法数据处理及判断附录测量空气声速进行声时计量校验附录附录空洞尺寸估算方法本规程用词说明市场监督管理信开 浏览专用工程建设标准全文信息系统为了统一超声法检测混凝土缺陷的检测程序和测试判定缺陷检测系指对混凝土内部空洞和不密实区的位置和范按本规程进行缺陷检测时尚应符合国家现行有关强制性市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统术语超声法仪和频率为和主频等声学参数并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝混凝土缺陷破坏混凝土的连续性和完整性并在一定程度上降低混凝土声速波幅超声脉冲波通过混凝土后由接收换能器接收并由超声仪显衰减主频主要符号市场督管理信息公开 浏专用工程建设标准全文信息系统的接收信号主频率的超声测试距离市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统超声波检测仪的技术要求用于混凝土的超声波检测仪分为下列两类模拟式接收信号为连续模拟量可由时域波形信号测读声学参数数字式超声波检测仪应满足下列要求声时最小分度为具有最小分度为的衰减系统接收放大器频响范围连续正常工作时间不少于对于模拟式超声波检测仪还应满足下列要求对于数字式超声波检测仪还应满足下列要求内每隔个采样点波形显示幅度分辨率应不低于场监理信息开专用工程建设标准全文信息系统换能器的技术要求常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型厚度振动式换能器的频率宜采用径向振动式换能器的频率宜采用当接收信号较弱时对用于水中的换能器其水密性应在超声波检测仪的检定时距测值相式中可将屏幕显示的首波幅度调至一定高度然后把仪器衰减系统的衰减量增加或减少市场管理信开 浏览专工程建设标准全文信息系统一般规定检测前应取得下列有关资料检测目的与要求混凝土原材料品种和规格构件尺寸和配筋施工图或钢筋隐蔽图必要时可用砂轮磨平或用在满足首波幅度测读精度的条件下应选用较高频率的换的声学参数测量采用模拟式超声检测仪测量应按下列方法操作检测之前应根据测距大小将仪器的发射电压调在某一档市监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统当首波幅度过低时可用衰减器再调节游标脉冲或扫描值应在保持换能器良好耦合状态下采用下列两种方法之一进行读取将衰减器固定在某一衰减位置在仪器荧光屏上读的应先将游标脉冲调至首波前半个周期的波谷读取声时值周期波的主频在进行声学参数测量的同时应注意观察接收信号的波形采用数字式超声检测仪测量应按下列方法操作换能器与声学参数自动测读当声时自动测读光标所对应的位置与首波前沿基线弯曲的起始点有差异或者波幅自动测读光标所对应的位置与首波峰顶应重新采样或改为手动游标读数市场监督管理信开 浏览专用工程建设标准全文信息系统采样后调节手动声时游标至首波前沿基线弯曲的起始位置同时时差值波形记录混凝土声时值应按下式计算或式中应参照仪器使用说明书的方法测得时距钢卷尺测量放置市场监理信开览专用工程建设标准全文信息系统一般规定单面平测法当结构的裂缝部位只有一个可测表面估计裂缝深度又不大于平测时应在裂缝的被测部其检测步骤为不跨缝的声时测量将和换能器置于裂缝附近同一时距归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程每测点超声波实际传播距离为式中公开工程建设标准全文信息系统不跨缝平测的混凝土声速值为或式中第跨缝的声时测量将换能器分声时值平测法检测裂缝深度应按下式计算式中第测点数裂缝深度的确定方法如下跨缝测量中如难于发现首波反则以不同测距按将各测距与然后取余下市督管息开专用工程建设标准全文信息系统测点布置如图换能器分别置于两测试表面对应测点读取相应声时值图斜测裂缝测点布置示意图裂缝深度判定当声时和主频的突变可以判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯钻孔对测法所钻测试孔应满足下列要求孔径应比所用换能器直径大孔深应不小于比裂缝预计深度深经测试如浅于裂缝深度两个对应测试孔的间距宜为测孔间距应保持相同市场监督管理公开 专用平面图(C为比较孔)剖面图工程建设标准全文信息系统如图宜在裂缝一侧多钻一个孔距相同但较裂缝深度检测应选用频率为的径向振动式换测试前应先向测试孔中注满清水然后将如图座该位置所对应的深度便是裂缝深度值钻孔测裂缝深度示意图市场监督管理开 浏览专工程建设标准全文信息系统一般规定检测不密实区和空洞时构件的被测部位应满足下列要求测试方法根据被测构件实际情况选择下列方法之一布置换能器当构件具有两对相互平行的测试面时如图所示在测试部位两对相互平行的测试面上分别画出工业与民用建筑为并编号确定对应的测点位置当构件只有一对相互平行的测试面时可采用对测和斜测如图面上分别画出网格线当测距较大时如图预埋管内径或钻孔直径宜比换能器直径大检测时可用两个径向振动式换能器分式换能器应按本规程第节市场督管理信息公开浏览专用工程建设标准全文信息系统斜测法立面图钻孔法示意图理信息公开用工程建设标准全文信息系统式计算式中参与统计的测点数异常数据可按下列方法判别排列即将排在后面明显小的数据视为可疑的数据按本规程第条计算出及式中按表不大再用当大按下式进一步判别其相邻测点是否异常式中按表当测点布置为网格状时取当单注若保证不了耦合条件的一致性则波幅值不能作为统计法的判据督管理信公开浏览专用工程建设标准全文信息系统常测点的分布及波形状况确定混凝土内部存在不密实区和空洞的市场监开 浏工程建设标准全文信息系统一般规定本章适用于前后两次浇筑的混凝土之间接触面的结合质测试方法如图布置测点时应注意下列几点各对图混凝土结合面质量检测示意图理信息公开用工程建设标准全文信息系统和当测点数无法满足统计法判断时可将幅等声学参数与的声学参数比显著低时市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统一般规定检测表面损伤层厚度时被测部位和测点的确定应满足下列要求根据构件的损伤情况和外观质量选取有代表性的部位布置测位测试方法测试时然后将换能器依次耦合在间距为的测点换能器内边缘之间的距离每一测位的测点数不得少于图检测损伤层厚度示意图管理信公开专工程建设标准全文信息系统数据处理及判断求损伤和未损伤混凝土的回归直线方程用各测点的声时值和相应测距值时距如图后分别表示损伤和未损伤混凝土的与用回归分析与的回归直线方程损伤混凝土未损伤混凝土式中中的中中的即图中损伤和未损伤混凝图时距图损伤层厚度应按下式计算式中理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统一般规定埋设超声检测管桩径为时宜埋三根管按等边图的短桩可用硬质管的内径宜为于桩顶表面间距设一个固定点管每间距设一市监督管公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统检测方法现场检测步骤根据桩径大小选择合适频率的换能器和仪器参数一经选录换能器所处深度测点间距宜为采用如图图灌注桩超声测试方法剖面示意图市息公开 工程建设标准全文信息系统数据处理式中测量式中桩身混凝土缺陷可疑点判断方法概率法和当某一测点的一个或多个声学参数被判为异常值时斜率法相邻两点声时差值的乘积曲线根据曲式中结合判断方法绘制相应声学参数管信息开览专工程建设标准全文信息系统根据声速的离差系数可评价灌注桩式中测点数缺陷的性质应根据各声学参数的变化情况及缺陷的位置可按表表桩身完整性评价市场开平面图立面图工程建设标准全文信息系统一般规定本检测方法仅适用于管壁与混凝土胶结良好的钢管混凝所用钢管的外表面应光洁检测方法所图钢管混凝土检测示意图钢管测试部位画出若干根母线和等间距的环向线线间距宜为场监督管理开 浏览专工程建设标准全文信息系统数据处理与判断应按本规程第和位的声学参数相比较市场监督管理信息公开 浏览专用1-定滑轮 2-螺栓 3-刻度尺 4-支架工程建设标准全文信息系统附录测量空气声速进行声时计量校验测试步骤置在空气中在保持首波幅度一致的条件下读取各间距所对应的声时值同时测量空气的温度测量时应注意下列事项若置于地板或桌面时应在换能器下面垫以海绵或泡沫塑料并保持两个换能换能器悬挂装置示意图测点数应不少于空气声速测量值计算以测距为纵坐标以声时读数为横坐标时矩析方法求出与之间的回归直线方程市场理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统坐标图中直线数测空气声速的时距图空气声速的标准值应按下式计算式中空气声速实测值之间的相对误差应按下式计算市场监督公开 浏览工程建设标准全文信息系统同一水平高度两个换能器内边缘间距先后调节在如分别读取相应声时值能器及其高频电缆所产生的声时初读数用径向振动式换能器在钻孔中进行对测时声时初读数应按下式计算应按下式计算式中用钢管时管时表当采用一只厚度振动式换能器和一只径向振动式换能器进行督理公开浏览专用工程建设标准全文信息系统如图所示设检测距离为在空洞附近无缺陷混凝土中传播的时间平均值为空洞尺寸估算原理图根据查得空洞半径与测距的比值当被测部位只有一对可供测试的表面时只能按空洞位于测距中心考虑式中空洞半径场监督管理信息公开浏览专用工程建设标准全文信息系统市场监督管理信息公开 浏览专用工程建设标准全文信息系统的用词说明如下正面词采用反面词采用严禁正面词采用反面词采用或表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的正面词采用反面词采用可市场监督管理信息公开 浏览专用。
超声波测混凝土裂缝深度原理规范
5.2 单面平测法5.2.1 当结构的裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度又不大于500mm 时，可采用单面平测法。
平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点（布置测点时应避开钢筋的影响）进行测量，其测量步骤应为：1 不跨缝的声时测量：将T 和R 换能器置于裂缝附近同一侧，以两个换能器内边缘间距（l'）等于100、150、200、250mm ……分别读取声时值(ti)，绘制“时-距”坐标图（见图5.2.1-1）或用回归分析的方法求出声时与测距之间的回归直线方程：l i =a+bt i每测点超声实际传播的距离应为： a l l i i +'= (5.2.1-1)式中 l i ——第i 点的超声实际传播距离(mm)；l ˊi ——第i 点的R 、T 换能器内边缘间距(mm)；a ——“时-距”图中l ˊ轴的截距或回归直线方程的常数项(mm)。
不跨缝平测的混凝土声速值为：v=(l 'n -l '1)/(t n -t 1) (km/s) (5.1.1-2)或v=b (km/s)式中l 'n ，l '1---第n 点和第1点的测距（mm ）;t n ,t 1---第n 点和第1点读取的声时值（μs ）;b---回归系数。
2 跨缝的声时测量：如图(5.2.1-2)所示，将T 、R 换能器分别置于以裂缝为对称的两侧，以l ˊ=100、150、200、250、300mm ……分别读声时值t 0i ，同时观察首波相位的变化。
5.2.2平测法检测，裂缝深度应按下式计算： l ˊ(mm)t 1 t 2 t 3 t 4 t(μs)l 1ˊl 2ˊl 3ˊl 4ˊa l 1 l 2 图5.2.1-1 平测“时-距”图l l ˊ hc图5.2.1-2 绕过裂缝测试图1220-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i i ici l t l h (5.2.1-1) m hc =∑=ni ci h n 11 (5.2.2 -2) 式中 l i ——不跨缝平测时第i 点的超声波实际传播距离(mm);h ci -——第i 点计算的裂缝深度值(mm)；t 0i ——第i 点跨缝平测的声时值（μs ）；m hc ——各测点计算裂缝深度的平均值（mm ）;n ——测点数。
超声波检测混凝土裂缝深度
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误差分析和修正方法
由于实际操作中存在多种误差源，如 超声波发射和接收装置的精度、混凝 土材料的不均匀性等，因此需要分析 误差来源并进行修正。
修正方法包括：提高超声波发射和接 收装置的精度、对不同深度的裂缝进 行多次测量并取平均值、根据混凝土 材料的性质进行误差修正等。
CHAPTER 04
实际应用案例
裂缝深度对超声波传播时间的影响程度与混凝土的密度、弹性模量等材料属性有关。
超声波传播时间与裂缝深度的计算公式
01
根据混凝土的物理性质和超声波 的传播特性，通过数学模型计算 超声波传播时间与裂缝深度的关 系。
02
常用的计算公式包括：H=Δt×V/2， 其中H为裂缝深度，Δt为超声波传 播时间，V为超声波在混凝土中的 传播速度。
检测操作
将超声波探头放置在混凝土表 面，调整探头角度，启动设备 进行检测。
结果评估
根据数据分析结果，对混凝土 结构的内部缺陷进行评估，提 出相应的处理建议。
CHAPTER 03
混凝土裂缝深度与超声波传播时间 的关系
混凝土裂缝深度对超声波传播时间的影响
裂缝深度越大，超声波传播时间越长。 裂缝深度越小，超声波传播时间越短。
案例一：某桥梁的混凝土裂缝深度检测
桥梁名称
某大型公路桥梁
检测目的
评估桥梁混凝土结构中裂缝的深度和分布情况，以确保结构安全
检测方法
采用超声波检测技术，通过在混凝土表面布置一系列传感器，接收裂 缝反射的声波信号，并分析信号传播时间，以确定裂缝深度
结果分析
经过数据处理和分析，成功检测出桥梁混凝土结构中的裂缝深度，为 后续的加固和维护提供了依据。
信号处理单元负责对接收到的 信号进行处理和分析，提取有 用的信息，如波速、波形等。
混凝土裂缝深度超声波检测方法
混凝土裂缝深度超声波检测方法随着建筑、水利和道路工程的发展，混凝土的应用范围越来越广泛。
由于混凝土结构中普遍存在裂缝，对结构起到不利的影响，常常要进行裂缝深度测试。
超声波检测是目前行业中常用的方法之一，可快速、准确、方便地准确测量混凝土裂缝的深度及完整性。
超声波检测原理为：探头辐射的超声波从探头穿过混凝土材料，与混凝土中的裂缝和低密度部位发生反射，然后再探头处被探测器探测，根据回波衰减情况反映出混凝土裂缝的深度。
鉴于上述优势，该技术已被广泛用于混凝土结构测试和评价，它可以检测到混凝土表面以及特定部位深度区域中存在的裂缝。
超声波检测混凝土裂缝深度原始记录表
计算缝深
（mm）
001-01
38.00
100
52.80
100
自动剔除
79.5
002-01
50.40
150
70.40
150
保留
109.0
003-01
60.80
200
86.80
200
保留
134.7
构件名称
AAA
裂缝名称
LF-4
推定缝深
缝深:123.2mm
系数A
-68mm
系数B
4.375km/s
系数R
0.99872
设计强度
C20
浇筑日期
2003年01月01日
测试日期
2007年05月08日
仪器型号
ZBL-U5
仪器编号
仪器编号
检定证号
仪器检定证号
测试人员
测试人员
上岗证号
上岗证号
测点
序号
不跨缝声时（us）
不跨缝测距（mm）
跨缝声时（us）
跨缝测距（mm）
剔除
标志
计算缝深
（mm）
001-01
38.00
100
构件名称
AAA
裂缝名称
LF-2
推定缝深
缝深:148.2mm
系数A
-68mm
系数B
4.375km/s
系数R
0.99872
设计强度
C20
浇筑日期
2003年01月01日
测试日期
2007年05月08日
仪器型号
ZBL-U5
仪器编号
仪器编号
检定证号
仪器检定证号
测试人员
混凝土裂缝深度超声波检测方法
混凝土裂缝深度超声波检测方法1 原来裂缝深度检测方法对混凝土浅裂缝深度（50cm以下）超声法检测主要有以下几种方法，如图1所示的t c－t0法，图2所示的英国标准BS－4408法等，“测缺规程”推荐使用t c－t0法[2，3]。
上述方法中，声通路测距BS－4408法以二换能器的边到边计算，而t c－t0法则以二换能器的中到中计算，实际上声通路既不是二换能器的边到边距离，也不是中到中距离，“测缺规程”中介绍了以平测“时距”坐标图中L轴的截矩，即直线议程回归系数的常数项作为修正值，修正后的测距提高了t c－t0法测试精度，但增加了检测工作量，实际操作较麻烦，且复测时，往往由于二换能器的耦合状态程度及其间距的变化，使检测结果重复性不良。
应用BS－4408法时，当二换能器跨缝间距为60cm，发射换能器声能在裂缝处产生很大衰减，绕过裂缝传播到接收换能器的超声信号已很微弱，因此日本国提出了“修改BS－4408法”方案，此方案将换能器到裂缝的距离改为a1＜10cm，这样就使二换能器跨缝最大间距缩短在40cm以内。
“测缺规程”的条文说明部分（表 4.2.1）中，当边－边平测距离为20.25cm时，按t c－t0法计算的误差较大，表4.2.1中检测精度较高的数据处理判定值为舍弃了该两组数据后的平均值。
条文说明第 4.3.1条仅作了关于舍弃Lˊ＜d c数据的提示，实际上当二换能器测距小于裂缝深度时，超声波接收波形产生了严重畸变，导致声时测读困难，这就是造成较大误差的直接原因。
表4.2.1中未知数t c－t0法在现场检测中对错误测读数值的取舍是一个不易处理的问题。
“测缺规程”的条文说明第4.1.3条指出：当钢管穿过裂缝而又靠近换能器时，钢管将使声信号“短路”，读取的声时不反映裂缝深度，因此换能器的连线应避开主钢管一定距离a，a应使绕裂缝而过的信号先于经钢管“短路”的信号到达接收换能器，按一般的钢管混凝土及探测距离L计算，a应大于等于1.5倍的裂缝深度。
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（2）数字式 ）
接收信号转化为离散数字量，具有采集、 接收信号转化为离散数字量，具有采集、储存数字信号 、测读声学参数和对数字信号处理的智能化功能。 测读声学参数和对数字信号处理的智能化功能。 现有： （ ） 现有：RS-ST01D（P）便携式超声波非破损数字显示测 试仪； 数字超声波探伤仪； 试仪；HUD30数字超声波探伤仪；CTS-2000数字超声波探 数字超声波探伤仪 数字超声波探 伤仪； 伤仪； USN-15型数字超声波探伤仪；EPOCH-4型数字超 型数字超声波探伤仪； 型 声波探伤仪； 型便携式数字超声波探伤仪等 声波探伤仪；KM-180型便携式数字超声波探伤仪等。 型便携式数字超声波探伤仪
四、局限性
1.被测裂缝中不得有积水或泥浆等； 被测裂缝中不得有积水或泥浆等； 被测裂缝中不得有积水或泥浆等 2.被测混凝土的均匀性对结果影响很大，均匀性差或混凝土 被测混凝土的均匀性对结果影响 内存在缺陷可能导致结果误差较大甚至得出错误结果； 内存在缺陷可能导致结果误差较大甚至得出错误结果； 3.测试过程对操作者有较高要求，要有熟练的经验和理论 测试过程对操作者有较高要求， 测试过程对操作者有较高要求 基础； 基础； 4.对换能器与混凝土的接触面要求较高，常采用耦合剂， 对换能器与混凝土的接触面要求较高，常采用耦合剂， 对换能器与混凝土的接触面要求较高 如有不平和麻面时需进行打磨。 如有不平和麻面时需进行打磨。
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如难于发现首波反相，则以不同测距按 式和(3.2)式 如难于发现首波反相，则以不同测距按(3.1)式和 式和 式
计算h 及其平均值(m 。将各测距l 相比较，凡测距l 计算 ci 及其平均值 hc)。将各测距 i 与mhc相比较，凡测距 i 小于m 应剔除该组数据，然后取余下h 小于 hc和大于 3mhc，应剔除该组数据，然后取余下 ci 的平 均值，作为该裂缝的深度值 均值，作为该裂缝的深度值(hc )。 。
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2.换能器
常用换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类 型，可根据不同测试需要选用。 可根据不同测试需要选用。 厚度振动式换能器的频率宜采用 20～250kHz。径向 ～ 。 振动式换能器的频率宜采用20～ 振动式换能器的频率宜采用 ～60kHz，直径不宜大于 ， 32mm。当接收信号较弱时，宜选用器。 。当接收信号较弱时，宜选用器。
裂缝深度的确定方法如下： 裂缝深度的确定方法如下： 跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时， 跨缝测量中，当在某测距发现首波反相时，可用该测距及两 个相邻测距的测量值按公式（ ）： 个相邻测距的测量值按公式（3.1）：
计算h 取此三点h 的平均值作为该裂缝的深度值(h ； 计算 ci 值，取此三点 ci 的平均值作为该裂缝的深度值 c )；
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二、检测设备
1.超声波检测仪
（1）模拟式 ）
接收信号为连续模拟量， 接收信号为连续模拟量，可由时域波形信号测读声学 参数。 参数。 现有： 模拟式超声波探伤仪； 现有：ECHOGRAPH 1055 B模拟式超声波探伤仪； 模拟式超声波探伤仪 CTS-22A/B型模拟式超声波探伤仪 型模拟式超声波探伤仪;ULTRAPROBE100模 型模拟式超声波探伤仪 模 拟式超声波检查系统等。 拟式超声波检查系统等。
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图3.4：钻孔侧立峰深度示意图 3.4：
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的径向振动式换能器。 裂缝深度检测应选用频率为 20～60kHz 的径向振动式换能器。 ～ 测试前应先向测试孔中注满清水， 测试前应先向测试孔中注满清水，然后将 T、R 换能器分别置于 、 裂缝两侧的对应孔中，以相同高程等间距 裂缝两侧的对应孔中，以相同高程等间距(100～400mm)从上到下同 ～ 从上到下同 步移动，逐点读取声时、波幅和换能器所处的深度，如图 3.4(b)所示。 所示。 步移动，逐点读取声时、波幅和换能器所处的深度， 所示
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（4）两个对应测试孔的间距宜为 2000mm，同一检测对象各对 ） ， 测孔间距应保持相同； 测孔间距应保持相同； （5）孔中粉末碎屑应清理干净； ）孔中粉末碎屑应清理干净； （6）如图 3.4(a)所示，宜在裂缝一侧多钻一个孔距相同但较浅的 ） 所示， 所示 孔(C)，通过 B、C 两孔测试无裂缝混凝土的声学参数。 ， 、 两孔测试无裂缝混凝土的声学参数。
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图3.1：不跨缝平测“时-距”图 3.1：不跨缝平测“
图3.2：绕过裂缝示意图 3.2：
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三、检测方表面， 当结构的裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度又 大于 500mm 时，可采用单面平测法。 可采用单面平测法。 平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距， 平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和 不跨缝布置测点(布置测点时应避开钢筋的影响 进行检测 不跨缝布置测点 布置测点时应避开钢筋的影响)进行检测。 布置测点时应避开钢筋的影响 进行检测。
超声波法检测混凝土裂缝深度
一、检测原理 二、检测设备 三、检测方法 四、局限性
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一、检测原理
超声法(超声脉冲法 检测混凝土裂缝深度系指采用带 超声法 超声脉冲法)检测混凝土裂缝深度系指采用带 超声脉冲法 波形显示功能的超声波检测仪， 波形显示功能的超声波检测仪，测量超声脉冲波在混凝土 中的传播速度(简称声速 、首波幅度(简称波幅 简称波幅)和接收信 中的传播速度 简称声速)、首波幅度 简称波幅 和接收信 简称声速 号主频率(简称主频 等声学参数 号主频率 简称主频)等声学参数，并根据这些参数及其相 简称主频 等声学参数， 对变化， 情况。 对变化，判定混凝土裂缝深度情况。
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裂缝深度的确定方法如下： 裂缝深度的确定方法如下：
以换能器所处深度(h)与对应的波幅值 绘制 — 座标图(如 以换能器所处深度 与对应的波幅值(A)绘制 h—A 座标图 如 与对应的波幅值 所示)。 图3.5所示 。 所示
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图3.3：斜测裂缝测点示意图 3.3：
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裂缝深度的确定方法如下： 裂缝深度的确定方法如下： 当 T、R 换能器的连线通过裂缝，根据波幅、声时和主频的 、 换能器的连线通过裂缝，根据波幅、 突变，可以判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通。 突变，可以判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通。
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2.双面斜测法
当结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时， 当结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时， 可采用双面穿透斜测法检测。 所示， 可采用双面穿透斜测法检测。测点布置如下图 3.3 所示， 将 T、R 换能器分别置于两测试表面对应测点 l、2、 、 、 、 3……的位置，读取相应声时值 ti、波幅值 Ai及主频率 fi ……的位置 ……的位置，
图3.5：钻孔侧立峰深度示意图 3.5：
随换能器位置的下移，波幅逐渐增大， 随换能器位置的下移，波幅逐渐增大，当换能器下移至某一位 置后，波幅达到最大并基本稳定， 置后，波幅达到最大并基本稳定，该位置所对应的深度便是裂缝深 度值 hc。 。
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3.钻孔对测法
钻孔对测法适用于大体积混凝土， 钻孔对测法适用于大体积混凝土，预计深度在 500mm 以上 的裂缝检测，被检测混凝土应允许在裂缝两侧钻测试孔。 的裂缝检测，被检测混凝土应允许在裂缝两侧钻测试孔。 所钻测试孔应满足下列要求： 所钻测试孔应满足下列要求： （1）孔径应比所用换能器直径大 5～10mm； ） ～ ； （2）孔深应不小于比裂缝预计深度深 700mm。经测试如浅于 ） 。 裂缝深度，则应加深钻孔； 裂缝深度，则应加深钻孔； （3）对应的两个测试孔 、B)，必须始终位于裂缝两侧，其 ）对应的两个测试孔(A、 ，必须始终位于裂缝两侧， 轴线应保持平行； 轴线应保持平行；