地下工程的無(wú)損檢測(cè).ppt

地下工程的無(wú)損檢測(cè) 1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 在不破壞 或微破損 結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料內(nèi)部結(jié)構(gòu) 不影響結(jié)構(gòu)整體工作性能和不危及結(jié)構(gòu)安全的情況下 利用和依據(jù)物理學(xué)的力 聲 電 磁和射線等原理 技術(shù)和方法 測(cè)定與結(jié)構(gòu)材料性能有關(guān)的各種物理量 并以此推定結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料強(qiáng)度和檢測(cè)內(nèi)部缺陷的一種測(cè)試技術(shù) 2 檢測(cè)目的 評(píng)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量 控制施工進(jìn)度和質(zhì)量 診斷已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和耐久性 評(píng)定已建結(jié)構(gòu)的可靠度等級(jí)和估算剩余壽命如混凝土抗壓強(qiáng)度無(wú)損檢測(cè)方法 采用回彈法 超聲法和回彈超聲綜合法 非破損 鉆芯法 微破損 拔出法 內(nèi)部缺陷采用超聲法 8 1概述 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 一 回彈法 JGJ T23 92 1948年瑞士斯密特 E Schmidt 發(fā)明回彈儀 1 基本原理使用回彈儀的彈擊拉簧驅(qū)動(dòng)儀器內(nèi)的彈擊重錘 通過(guò)中心導(dǎo)桿 彈擊混凝土的表面 并測(cè)得重錘反彈的距離 以反彈距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比為回彈值R 由它與混凝土強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系來(lái)推定混凝土強(qiáng)度 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 2 回彈儀的構(gòu)造和率定率定 使用前應(yīng)在洛氏硬度HRC為60士2的砧上 在室溫 20士5 度的條件下進(jìn)行率定 取連續(xù)彈擊三次的穩(wěn)定回彈值進(jìn)行平均 其值在80士2 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 3 回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的影響因素回彈儀測(cè)試角度 非水平方向測(cè)試時(shí) 重力作用影響測(cè)試結(jié)果混凝土不同澆筑面 分層泌水現(xiàn)象影響砼局部強(qiáng)度 非側(cè)面齡期和碳化的影響 CO2 氫氧化鈣 碳酸鈣 養(yǎng)護(hù)方法和溫度 自然養(yǎng)護(hù)的回彈值高于標(biāo)準(zhǔn)的回彈值 盡可能采用干燥狀態(tài)的混凝土進(jìn)行測(cè)試 以減小濕度對(duì)回彈值的影響 4 回彈法的檢測(cè)技術(shù)和測(cè)區(qū)布置1 測(cè)區(qū)的選擇與布置選擇 主要受力部位 薄弱部位以及易產(chǎn)生缺陷的部位 測(cè)區(qū)表面應(yīng)清潔 平整 干燥 結(jié)實(shí) 布置 一個(gè)構(gòu)件不少于10個(gè) 大小200X200mm 16個(gè)測(cè)點(diǎn) 區(qū) 測(cè)區(qū)間距 2m 長(zhǎng)度小于3m 高度低于0 6m的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件 其測(cè)區(qū)數(shù)量可適當(dāng)減少 但不應(yīng)少于5個(gè) 2 回彈值測(cè)量回彈值量測(cè)時(shí) 回彈僅應(yīng)始終垂直于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測(cè)面 測(cè)點(diǎn)不應(yīng)在氣孔或外露石子上 共測(cè)16個(gè)值 3 碳化深度測(cè)量選擇不少于構(gòu)件的30 測(cè)區(qū)進(jìn)行 在直徑約為15mm并有一定深度的孔洞 滴入濃度為1 的酚酞酒精溶液 測(cè)試表面至不變色處的深度 即碳化深度 5 回彈值的數(shù)據(jù)處理1 回彈值的計(jì)算從該測(cè)區(qū)的16個(gè)測(cè)點(diǎn)的回彈值中分別剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值 然后按余下的10個(gè)回彈值取平均值 2 修正值的計(jì)算非澆筑側(cè)面 非水平測(cè)試方向 碳化修正 dm 0 5mm時(shí)不修正 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 6 混凝土抗壓強(qiáng)度計(jì)算 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 1 測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度值的確定根據(jù)平均回彈值Rm及平均碳化深度dm 由 規(guī)程 附錄表E查得或當(dāng)?shù)貙Ｓ脺y(cè)強(qiáng)曲線查的 2 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度平均值和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 3 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值 單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)時(shí) 以構(gòu)件最小測(cè)區(qū)強(qiáng)度值作為該構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值 批量檢測(cè)時(shí) 按下列兩式計(jì)算并取其中較大者為該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值 對(duì)于批量檢測(cè)構(gòu)件 當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差出現(xiàn)下列情況之一時(shí) 按單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)推定 1 平均值小于25MPa 且標(biāo)準(zhǔn)差 4 5MPa 2 平均值等于或大于25MPa 且標(biāo)準(zhǔn)差 5 5MPa 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 碳化深度測(cè)定與修正 碳化深度的測(cè)定 用濃度1 的酚酞溶液及鋼卡尺來(lái)測(cè)定碳化深度dm值 修正 1 當(dāng)dm 6mm 按6mm處理 8 2回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度 8 3超聲法 1 超聲波的基本概念 超聲波是彈性介質(zhì)中的一種機(jī)械波波動(dòng)的物理實(shí)質(zhì)是能量的傳遞過(guò)程 2 傳播介質(zhì) 縱波 固體 液體 氣體橫波 固體表面波 固體表面 3 基本參量 聲速 聲幅 聲壓與聲強(qiáng) 頻率 混凝土檢測(cè)中最常用的參數(shù) 聲速 4 超聲波的特點(diǎn)1 超聲波可在氣體 液體 固體 固熔體等介質(zhì)中有效傳播 2 超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量 3 超聲波會(huì)產(chǎn)生反射 干涉 疊加和共振現(xiàn)象 4 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí) 可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊 8 3超聲法 8 3超聲法 5 超聲傳感器的原理 利用聲速與材料的彈性性質(zhì) 聲速與材料的結(jié)構(gòu)特性如材料的尺寸 材料中各種成分的組成 空隙率 缺陷 聲幅 反映材料衰減特性的參數(shù) 頻率 反映超聲波強(qiáng)度正負(fù)交變快慢的參數(shù) 6 超聲波檢測(cè)系統(tǒng) 8 3超聲法 6 智能化超聲儀 8 3超聲法 超聲儀的基本功能 信號(hào)放大 增益 衰減 信號(hào)濾波 高通 低通 顯示波形 延遲 記錄寬度 讀取參數(shù) 聲時(shí) 聲幅 8 3超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度 1 基本原理 混凝土的抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu與超聲波在混凝土中的傳播速度v之間的關(guān)系 混凝土強(qiáng)度愈高 相應(yīng)超聲波波速愈大 通過(guò)試驗(yàn)可建立混凝土強(qiáng)度與聲速的關(guān)系曲線或經(jīng)驗(yàn)公式 目前常用的相關(guān)關(guān)系表達(dá)式有冪函數(shù)方程 8 3超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度 2 影響聲速 強(qiáng)度的基本因素 骨料的影響 種類 粒徑 含量 水泥用量的影響 水灰比 總量 齡期的影響 骨料的聲速 水灰比對(duì)聲速 強(qiáng)度的影響 水泥量對(duì)聲速 強(qiáng)度的影響 沙率對(duì)聲速 強(qiáng)度的影響 齡期對(duì)聲速 強(qiáng)度的影響 3 測(cè)區(qū)布置 8 3超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度 單個(gè)構(gòu)件檢測(cè) 不少于10個(gè)測(cè)區(qū) 測(cè)區(qū)面積200X200mm 測(cè)區(qū)間距不大于2m 批量抽樣檢測(cè) 抽樣數(shù)應(yīng)不少于同批構(gòu)件的30 且不少于4個(gè) 每個(gè)構(gòu)件測(cè)區(qū)數(shù)不少于10個(gè) 測(cè)試面應(yīng)清潔平整 無(wú)缺陷 4 強(qiáng)度推定 1 每區(qū)選3 5各測(cè)點(diǎn) 根據(jù)測(cè)得的聲時(shí)和兩相對(duì)探頭的距離計(jì)算波速 取各測(cè)點(diǎn)的平均值作為該區(qū)的波速 當(dāng)在試件混凝土的澆筑頂面或底面測(cè)試時(shí) 聲速值應(yīng)乘以1 034修正 2 強(qiáng)度推定 由試驗(yàn)量測(cè)的經(jīng)修正后的聲速 按fcu va曲線求得混凝土的強(qiáng)度換算值 8 3超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度 單個(gè)構(gòu)件 各測(cè)區(qū)中的最小強(qiáng)度值 同批構(gòu)件 各構(gòu)件強(qiáng)度平均值mf減去均方差Sf的1 645倍 8 3超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度 5 強(qiáng)度推定 注意事項(xiàng) 1 當(dāng)同批構(gòu)件強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差過(guò)大時(shí) 直接取各構(gòu)件最小測(cè)區(qū)強(qiáng)度值的平均值 2 同批構(gòu)件 各構(gòu)件強(qiáng)度平均值mf減去標(biāo)準(zhǔn)差Sf的1 645倍 3 同批構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)大C20時(shí) 若標(biāo)準(zhǔn)差Sf大于5 5 MPa 應(yīng)全部按單個(gè)構(gòu)件給出強(qiáng)度 8 3超聲波檢測(cè)混凝土強(qiáng)度 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 淺裂縫單工作面平測(cè)法 雙工作面斜測(cè)法 在有兩各相對(duì)的平行工作面時(shí) 利用平面換能器的指向性好的特點(diǎn) 在兩個(gè)工作面分別布置發(fā)射和接受換能器 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)基本方法 一 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)基本方法 二 不密實(shí)區(qū)和空洞檢測(cè)基本方法 三 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 混凝土表面損傷層檢測(cè) 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測(cè) 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 聲測(cè)管布置示意圖 8 4超聲波檢測(cè)混凝土缺陷 1 方法的提出 僅僅利用超聲波波速測(cè)試混凝土強(qiáng)度由于影響因素過(guò)多 真正量化在波速中的因素并不明確 測(cè)強(qiáng)曲線的推廣價(jià)值不大 如能綜合其他方法將某些因素量化 或許可以總結(jié)出更據(jù)準(zhǔn)確性和推廣價(jià)值的方法 在這種思路下 提出了超聲回彈綜合法 8 5超聲回彈綜合法 2 方法的意義 應(yīng)該說(shuō)超聲回彈綜合法仍然是一種純經(jīng)驗(yàn)性的方法 在這一點(diǎn)上與超聲波波強(qiáng)度測(cè)試和回彈值強(qiáng)度測(cè)試是一樣的 并不據(jù)在理論上的優(yōu)勢(shì) 定性的看綜合了聲速和回彈值在代表性上應(yīng)該有如下的優(yōu)勢(shì) 1 內(nèi)外結(jié)合 聲速 內(nèi) 回彈值 外 2 齡期互補(bǔ) 早期聲速敏感 后期回彈敏感 3 含水互補(bǔ) 含水使聲速提高 回彈值下降 從根本上說(shuō)超聲回彈綜合法是實(shí)踐證明了的一種較好的方法 8 5超聲回彈綜合法 8 5超聲回彈綜合法 3 原理 超聲回彈綜合法實(shí)質(zhì)上就是超聲法和回彈法兩種單一測(cè)強(qiáng)方法的綜合測(cè)試 可以提高測(cè)量的精度 測(cè)量時(shí) 應(yīng)嚴(yán)格遵照 超聲回彈綜合法檢測(cè)混