混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)彈性波CT技術(shù)與應(yīng)用案例分析

彈性波CT技術(shù)

彈性波CT技術(shù)基于沖擊彈性波發(fā)展而來，是利用彈性波穿透被測(cè)試物體，由于不同介質(zhì)中同一種彈性波的傳播速度存在差異，通過分析接收到的波速分布圖像來反映結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀態(tài)的一種無損檢測(cè)方法。

?

由于其良好的可視化效果，可以根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)中缺陷的情況提供直觀、高分辨率的檢測(cè)圖像，彈性波二維斷面計(jì)算機(jī)層析掃描成像（CT）技術(shù)在混凝土缺陷檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。

?

彈性波CT技術(shù)的測(cè)線源為彈性波（P波），每個(gè)激振點(diǎn)可以形成多條彈性波射線，彈性波在穿透介質(zhì)時(shí)，波速的快慢與介質(zhì)的完整性、密度、彈性模量和剪切模量等因素有關(guān)，在混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)應(yīng)用中，被檢測(cè)對(duì)象密度越大、強(qiáng)度越高、完整性越好，則彈性波傳到速度就越快，衰減越小；如果被檢測(cè)對(duì)象破碎疏松、振搗不密實(shí)、強(qiáng)度較低，則彈性波不僅傳導(dǎo)波速會(huì)低，還衰減很快。

?

測(cè)試過程中，經(jīng)過逐點(diǎn)掃描被檢測(cè)區(qū)域，彈性波在缺陷界面產(chǎn)生散射和衰減，可根據(jù)波幅變化的程度判斷缺陷的性質(zhì)和范圍；彈性波中各頻率成份在缺陷界面衰減程度不同，接收信號(hào)的頻率明顯降低，可根據(jù)接收信號(hào)主頻或頻率譜的變化分析判別缺陷情況。

?

?

應(yīng)用實(shí)例

在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于施工振搗問題，零號(hào)塊橫隔板混凝土拆模后表面可見明顯骨料外露、松散缺陷。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員將表面松散混凝土鑿除后，采用彈性波二維斷面計(jì)算機(jī)層析掃描成像（CT）技術(shù)對(duì)橫隔板內(nèi)部混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)科學(xué)細(xì)致的檢測(cè)，通過對(duì)色譜圖的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部混凝土疑似存在大面積不密實(shí)情況。

?

為了進(jìn)一步對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，現(xiàn)場(chǎng)使用取芯機(jī)對(duì)橫隔板進(jìn)行鉆孔檢查混凝土內(nèi)部質(zhì)量，芯樣及鉆孔內(nèi)部混凝土呈明顯蜂窩現(xiàn)象。檢測(cè)結(jié)果為項(xiàng)目施工提供了科學(xué)依據(jù)，施工單位隨后根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范對(duì)橫隔板采取注漿修補(bǔ)措施。修補(bǔ)后再次對(duì)相同區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示注漿修補(bǔ)處理結(jié)果良好。

?

?

在另一檢測(cè)項(xiàng)目中，檢測(cè)對(duì)象同樣為某鐵路特大橋零號(hào)塊，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布置，分別在測(cè)試部位距離底板底面30cm、60cm、90cm、120cm、150cm、180cm、210cm處布置7個(gè)檢測(cè)斷面，每個(gè)檢測(cè)斷面布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距為30cm，測(cè)試寬度為210cm，測(cè)試長(zhǎng)度800cm，測(cè)點(diǎn)布置如圖：

?

?

通過對(duì)每層檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，檢測(cè)范圍內(nèi)混凝土的質(zhì)量整體性較好，未發(fā)現(xiàn)明顯不均勻（缺陷）現(xiàn)象。

?

?

注意事項(xiàng)

1、彈性波在混凝土中的波速會(huì)受到分布鋼筋的影響，鋼筋密集區(qū)域的波速會(huì)比純混凝土的波速高，在有必要時(shí)，需要使用波速修正規(guī)避鋼筋對(duì)檢測(cè)結(jié)果帶來的影響。

2、應(yīng)確保檢測(cè)時(shí)混凝土已達(dá)到規(guī)定齡期，防止因混凝土齡期不足導(dǎo)致波速和強(qiáng)度下降，難以做出準(zhǔn)確判斷。