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 0.481

0.508 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。

三、现场验证

3.1隧道衬砌厚度的检测案例

1)龙羊峡水电站，2013.01

我们受黄河上游水电开发公司委托，对地下厂房的衬砌进行了检测。采用的波速值为根据混凝土标号推定的经验值（3.5km/s）。

测试及验证场景照片

测试结果为0.75m，验证结果为0.74m。

2)溪洛渡水电站地下厂房，2013.12

我们受成都勘测设计研究院邀请，对该地下厂房的衬砌进行了检测。采用的波速值为3.90km/s。测试结果为0.113m，设计值为0.11m。

测试及验证场景照片

3.2沥青混凝土铺装厚度检测

沥青混凝土及混凝土路面铺装厚度的检测也是非常重要的。我们在四川崇州对某沥青混凝土及混凝土路面铺装的厚度进行了检测，并用钻孔进行了验证。

测试场景沥青混凝土铺装芯样混凝土铺装芯样

验证结果表明，设备测试沥青路面的精度达到95%以上，测试效率高。对施工、业主等对路面厚度确认提供了快速、方便的检测手段，弥补了雷达现场分析数据及定点测试在路面测试中的不足。因此雷达与本测试方法的有效结合能够有效对路面沥青及混凝

土路面厚度的检测。

图沥青混凝土铺装厚度测试验证结果

【注意】沥青混凝土中传播的弹性波波速与其温度有较大的关系。因此，当温度有变化时，应及时标定波速。

3.3基础埋深厚度检测

合作伙伴日本Central Giken公司用该设备对东京电力株式会社的送电线基础进行了检测。检测内容为包括基础的埋深（厚度）、裂缝面的有无以及等混凝土劣化等。

测试对象及场景照片

KK52 KY37

测试结果图（弹性波雷达EWR图）

基础厚度的测试值表

位置KK52 HN24 KJ30 KY37 P波速度（km/s） 3.16 3.50

测试厚度（m）0.77 1.11 1.51 1.58 设计值（m）0.70 1.0 1.50 1.50

混凝土结构弹性模量测试方法比较

方法优点缺点备注

冲击回波法测试效率高、精度好要求壁厚既知、面积较大条件满足时优先选用

单面传播法

在壁厚未知时也可测试

受表面状态影响较小测试效率低，精度稍差

在壁厚较薄，且表面面积

小时选用

双面透过法测试范围广，精度高要求双面作业、且测试面

间距不少于0.5m；

条件满足时优先选用

表面波法测试效率高、精度较好要求厚度一般在0.5m以

上，且表面面积大

在大坝、隧道衬砌中常用