混凝土灌注桩超声波检测实验教案

混凝土灌注桩超声波检测实验

一、实验目的及要求

1、学习超声波声测仪的使用。

2、学习混凝土灌注桩超声波检测的方法，检测混凝土灌注桩的质量，找出基桩的缺陷，判断基桩完整性情况。

二、实验仪器设备

1、超声波多跨孔声测仪

2、编码器、换能器

三、实验内容

1、内容提要

在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管子中同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数，并根据实测声学参数的变化规律分析每个断面上混凝土的质量。

2、原理及方法

当混凝土无缺陷时，超声波在其中正常传播。但当换能器正对着缺陷时，情况就不一样了，由于缺陷的存在，混凝土连续性中断，缺陷区与混凝土之间成为界面（空气与混凝土）。在这界面上，超声波传播情况发生变化，发生反射、散射与绕射。超声波经过缺陷后接收波声学参数将发生变化。

填空气或水汽。由于混凝土与空气的特性阻抗相差悬殊，界面的声能反射系数近于1.因此超声波难于通过混凝土/空气界面。但但由于低频超声波漫射的特点。声波又将沿缺陷边缘

配料错误形成的低密实性区）。由于这些部位的材料的声速比正常混凝土小，也会使这些部位测点的声时增大，在这种情况下，超声波分两条路径传播：一是直接穿过低声速材料

当超声波通过混凝土内部缺陷时，由于混凝土的连续性已被破坏，使声波的传播路径复杂化，直达波，绕射波等各类波相继到达接收换能器，它们各有不同的频率和相位。这些波的叠加有时会造成波形的畸变。

四、实验步骤和过程

（一）准备工作

1、疏通预埋的声测管，在预埋声测管中灌满清水；

2、记录好桩号，并对四根声测管按顺时针方向进行编号，如四个声测管分别编号为1，2，3，4。正确量取声测管之间的间距（即12、1

3、1

4、23、24、34距离）。此时管间距指的是两声测管外壁到另一声测管外壁的距离，即穿透混凝土的净距离；

3、将三个换能器分别小心放入1、2、3、4管中，直到四只换能器轻触管底，记录

下放的长度（为了对换能器的连线有很好的保护，最好在声测管的管口分别放一只孔口

滑轮）

注：

一定要注意四只换能器放下的深度是否相等，如不相等，则应进行调整，务必保证

四只换能器处于同一水平面上。

（二）仪器连接

将换能器连接到分别标有“CH1”“CH2”字样的接口上，将提升用的定位编码器的连线接到仪器面板上标有“H”字样的接口上。然后打开编码器上面的卡口，将四只换能器的连线放入滑轮中，卡好卡口，准备进入测试状态。

（三）程序设置

打开仪器并打开检测软件程序界面。点击进入设置界面，根据需要设置的参数。

1、检测基本信息中的项目名称，检测单位，检测人员按照实际情况输入。

2、系统延迟与修正：声测管外径45mm，内径41mm，声测管材料速度5.8km/s，探头外径25mm，水的声速1.5km/s，修正时间一般为11.4µs。

也可在测试之前依据规范已经对系统的延迟时间进行了测试，将该参数输入到“通道系统延迟时间”下的“面1-2”“面1-3”“面2-3”“面1-4”“面2-4”“面3-4”的文本框内。

1、仪器采样参数，对于测桩，一般采用如下的设置即可：采用长度和采样间隔应该综合考虑时间精度和采样的总时间长度来设置，长度一般可以选择512点，采样间隔可以选择1 µS 。如下图。

2、滑轮的一些参数，默认的设置如下：

3、对桩的参数，如桩号、桩径、桩长、声测管个数、偏转角度、声测管之间的跨

距进行输入，由于仪器目前一次可以测试多个剖面，故在输入跨距时，一定要注意仪器

通道与声测管的对应关系。如下图

4、将仪器的控制参数进行设置，高通低通设置了采样的频带，增益设置了信号的

放大倍数。

5、点击新存设置文件保存的路径，则出现如下窗体：

此时应该给定一个文件名，我们可以命名为：sy-5。点击右上角的“保存”进行确定。（四）波形采集

回到主界面后，开始采样，此时开始拉动换能器连线，将换能器往上提升，直到显示的深度为零时则停止采样。

注：

在测试开始时，应该根据波形的大小调整好增益，增益确定之后，同时调整延时，

使波形显示在一个比较好的观察位置，在以后的测试过程中应该保持该参数不变。提升

过程中应该保持提升的速度不要太快，一般不应该超过3m/s。当由于提升过快，造成局

部信号不好时，可以反向转动编码器将探头回放，再提升。在连续发射时，可根据实际

情况在采样中调整增益。

当显示的测试深度为零时，会出现保存窗体，如下：

当选择保存命令时，则数据保存在开始设置的保存路径下面。

此时四个剖面的数据采集完成。三通道如此类推。

（五）波形上传

波形采集完成后，可以将RSM-SY7中的波形上传到电脑中，以方便分析。可以直接用U盘或者移动硬盘直接将保存好的波形文件直接拷贝出来。

（六）波形分析

将数据传输到电脑中之后，则可以采用跨孔分析软件进行分析，首先运行RSM声波透射分析软件。

（七）波形读取

点击“打开”，读取数据。

（八）波形分析

可以点击菜单：自动判读，来进行自动判读本软件采用智能算法，准确率极高，基

本上不需要再进行人为修改。完成一个剖面的分析后，点击主界面上的“转换”命令按钮，分析其他所有剖面都分析完成后，则该根桩分析完成。

五、实验结果打印

点击主界面上的“分析”命令按钮，进入如下界面。

1、打印结果设置

对需要打印的内容进行设置