第三課時 巖體聲波測試

1、無損檢測技術無損檢測技術本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 彈性波在巖體中的傳播速度與巖體的種類、彈性參彈性波在巖體中的傳播速度與巖體的種類、彈性參數(shù)、結構面、物理力學參數(shù)、應力狀態(tài)、風化程度和含數(shù)、結構面、物理力學參數(shù)、應力狀態(tài)、風化程度和含水量等有關，具有如下規(guī)律：水量等有關，具有如下規(guī)律： (1) 彈性模量降低時，巖體聲波速度也相應的下降。彈性模量降低時，巖體聲波速度也相應的下降。 (2) 巖石越致密，巖體聲速越高。巖石越致密，巖體聲速越高。 (3) 結構面的存在，使得聲速降低，并形成各向異性。結構面的存在，使得聲速降低，并形成各向異性。 (4) 巖體風

2、化程度大則聲速低。巖體風化程度大則聲速低。 (5) 壓應力方向上聲波速度高。壓應力方向上聲波速度高。 (6) 孔隙率孔隙率n大，則波速低。大，則波速低。 (7) 密度高、單軸抗壓強度大的巖體波速高。密度高、單軸抗壓強度大的巖體波速高。1 聲波探測技術聲波探測技術一、聲波探測儀器設備一、聲波探測儀器設備 巖體聲波探測的全過程是聲波發(fā)射、傳播及接收顯示，其相應的巖體聲波探測的全過程是聲波發(fā)射、傳播及接收顯示，其相應的儀器有儀器有發(fā)射換能器發(fā)射換能器、接收換能器接收換能器和和聲波儀聲波儀。 1聲波換能器聲波換能器 1 聲波探測技術聲波探測技術 一發(fā)雙收換能器一發(fā)雙收換能器 1 1引出電纜引出電纜 2

3、 2發(fā)射振子發(fā)射振子 3 3聯(lián)合體聯(lián)合體 4 4接收振子接收振子1 1 5 5接收振子接收振子2 21 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用FS1FS2ttlv BC段混凝段混凝土的聲速土的聲速1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用n換能器的性能指標n擴散角擴散角n品質因數(shù)品質因數(shù)n頻帶寬度頻帶寬度sinKD2cmlbZQZ Z0mffQ1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 2. 聲波儀聲波儀 聲波儀的主要部件聲波儀的主要部件是發(fā)射機和接收機，是發(fā)射機和接收機，發(fā)射機的作用是向探發(fā)射機的作用是向探頭輸出一定頻率的聲頭輸出一定頻率的聲脈沖，接收機的功能脈沖，接收機的功能是將接收

4、探頭收到的是將接收探頭收到的微小信號放大，并在微小信號放大，并在示波器上顯示或以數(shù)示波器上顯示或以數(shù)字的形式顯示。字的形式顯示。1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 二、測試技術二、測試技術 1換能器的布置方法換能器的布置方法 (1) 穿透法穿透法。 發(fā)射探頭和接收探頭放發(fā)射探頭和接收探頭放置在介質相對兩個面上，置在介質相對兩個面上，根據(jù)聲波穿透介質后波速根據(jù)聲波穿透介質后波速和能量的變化來判斷介質和能量的變化來判斷介質的質量。的質量。1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 (2) 反射法反射法 它是換能器向介質發(fā)它是換能器向介質發(fā)射聲波，波動沿發(fā)射方射聲波，波動沿發(fā)射方向傳播到

5、介質的底面后，向傳播到介質的底面后，被反射回來再由換能器被反射回來再由換能器接收，根據(jù)反射波傳播接收，根據(jù)反射波傳播的時間和顯示的波形來的時間和顯示的波形來判斷介質內(nèi)部的缺陷和判斷介質內(nèi)部的缺陷和材料性質的方法。材料性質的方法。 結構混凝土厚度檢測，結構混凝土厚度檢測，基樁完整性檢測?；鶚锻暾詸z測。 1 聲波探測技術聲波探測技術 (3) 剖面法剖面法 又稱沿面法，發(fā)射換能器發(fā)射縱波通過一定角度入射到介質又稱沿面法，發(fā)射換能器發(fā)射縱波通過一定角度入射到介質中，被轉換成面波，通過對其特性的測定來判斷介質的缺陷和材中，被轉換成面波，通過對其特性的測定來判斷介質的缺陷和材料的性能。若發(fā)射換能器和接收

6、換能器同時放入一個鉆孔時，即料的性能。若發(fā)射換能器和接收換能器同時放入一個鉆孔時，即為單孔測井。為單孔測井。1 聲波探測技術聲波探測技術 2測試要求（注意事項）測試要求（注意事項） (1) 測試地點的選擇。測試地點的選擇。 (2) 對測孔的要求。對測孔的要求。 (3) 表面處理。表面處理。 (4) 耦合劑。耦合劑。 (5) 探測頻率的選擇。探測頻率的選擇。 測試巖石、混凝土類介質時，測試巖石、混凝土類介質時，頻率一般為頻率一般為20kHz，最高不超過，最高不超過100kHz。1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 三、聲波測試在巖體中的應用三、聲波測試在巖體中的應用 1. 圍巖松弛帶測試

7、圍巖松弛帶測試 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用n 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 2利用彈性波測試評價巖體強度和完整性程度利用彈性波測試評價巖體強度和完整性程度 測定巖塊及一定區(qū)域內(nèi)巖體的波速，計算巖體的完整性系數(shù)或測定巖塊及一定區(qū)域內(nèi)巖體的波速，計算巖體的完整性系數(shù)或稱龜裂系數(shù)：稱龜裂系數(shù)： Cm是巖體分類中常用指標之一，也用于評價巖體完整性是巖體分類中常用指標之一，也用于評價巖體完整性: Cm0.75 完整完整 Cm=0.750.55 較完整較完整 Cm=0.550.35

8、 較破碎較破碎 Cm=0.350.15 破碎破碎 Cm0.15 極破碎極破碎2 cmmVVC1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 3巖體力學參數(shù)測定巖體力學參數(shù)測定 通過測定巖體縱橫波速度，根據(jù)巖體縱橫波速與彈通過測定巖體縱橫波速度，根據(jù)巖體縱橫波速與彈性模量、泊松比的關系性模量、泊松比的關系計算計算出彈性模量和泊松比。出彈性模量和泊松比。 通過測出現(xiàn)場巖體和室內(nèi)試塊的彈性波波速及抗壓通過測出現(xiàn)場巖體和室內(nèi)試塊的彈性波波速及抗壓和抗拉強度，可和抗拉強度，可估算估算巖體的抗壓和抗拉強度：巖體的抗壓和抗拉強度： 5 . 15 . 1mttmmccmCC 22mttmmccmCC 1 聲波探

9、測技術及其應用聲波探測技術及其應用 4. 測定測定張開張開裂隙的延伸深度裂隙的延伸深度1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 5聲波測井聲波測井 作用作用：查明地層層位，構造和破碎：查明地層層位，構造和破碎帶情況，基巖風化程度和風化深帶情況，基巖風化程度和風化深度，各地層的物理力學參數(shù)等度，各地層的物理力學參數(shù)等. 探測方法探測方法：“單孔高差同步法單孔高差同步法”。 注意：發(fā)射和接收接觸器之間的凈注意：發(fā)射和接收接觸器之間的凈距離距離l應滿足應滿足 巖巖水水pBApvlllvl 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 結構混凝土的抗壓強度與超聲波在混凝土中的傳播參數(shù)（聲速、結構混

10、凝土的抗壓強度與超聲波在混凝土中的傳播參數(shù)（聲速、衰減等）之間的相關關系是超聲脈沖檢測混凝土強度方法的基礎。衰減等）之間的相關關系是超聲脈沖檢測混凝土強度方法的基礎。1.1.超聲波檢測主要是測量超聲波在混凝土當中的傳播速度；超聲波檢測主要是測量超聲波在混凝土當中的傳播速度； 2.2.超聲波在介質中傳播時，遇到不同界面，將產(chǎn)生反射、折射、繞射、超聲波在介質中傳播時，遇到不同界面，將產(chǎn)生反射、折射、繞射、衰減等現(xiàn)象，從而使傳播的聲時、波形、頻率等發(fā)生相應變化，測定衰減等現(xiàn)象，從而使傳播的聲時、波形、頻率等發(fā)生相應變化，測定這些規(guī)律的變化，便可得到材料的某些性質與內(nèi)部構造情況；這些規(guī)律的變化，便可得

11、到材料的某些性質與內(nèi)部構造情況；定義定義工作原理工作原理四、聲波測試在混凝土結構中的應用四、聲波測試在混凝土結構中的應用1檢測混凝土強度檢測混凝土強度超聲波探傷儀超聲波探傷儀超聲波測厚儀超聲波測厚儀聲時聲時 距離距離 聲速聲速 波形波形)21)(1 ()1 (Ev計算公式計算公式對于混凝土，其密度和泊松比通常不會隨其強度而明顯對于混凝土，其密度和泊松比通常不會隨其強度而明顯變化。如果已知超聲波傳播的速度，可以利用上式推斷變化。如果已知超聲波傳播的速度，可以利用上式推斷混凝土的彈性模量，再通過混凝土彈性模量與混凝土強混凝土的彈性模量，再通過混凝土彈性模量與混凝土強度的關系，就可以對混凝土的強度性

12、能做出評價。度的關系，就可以對混凝土的強度性能做出評價。 （1）測區(qū)超聲波傳播速度測區(qū)超聲波傳播速度 v=l/tm 其中其中tm=（t1+t2+t3)/3 式中式中 ： v為測區(qū)聲速值，為測區(qū)聲速值，l為超聲測距，為超聲測距，t t為聲時值。為聲時值。 當在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時，聲速值應作修正，即當在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時，聲速值應作修正，即vu=v 其中：其中：為超聲測試面修正系數(shù)。為超聲測試面修正系數(shù)。 在混凝土澆灌頂面及底面測試時，在混凝土澆灌頂面及底面測試時，=1.034。 在混凝土側面測試時，在混凝土側面測試時，=1.0 。 （2）由試驗量測的聲速，按由試驗量測

13、的聲速，按f fcucuv v曲線求得混凝土強度換算值。曲線求得混凝土強度換算值。 利用超聲聲速對混凝土強度進行大致判斷的參考數(shù)據(jù)利用超聲聲速對混凝土強度進行大致判斷的參考數(shù)據(jù)聲速（聲速（m/s）45003500450030003500200030002000混凝土質量混凝土質量優(yōu)優(yōu)好好不佳或有問題不佳或有問題差差很差很差數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理檢測過程無損于材料和結構構件的性能檢測過程無損于材料和結構構件的性能；重復或復核檢測方便，檢測方法具有良好的重復性；重復或復核檢測方便，檢測方法具有良好的重復性；具有檢測混凝土均勻性和內(nèi)部缺陷的功能，可以將混具有檢測混凝土均勻性和內(nèi)部缺陷的功能，可以將混凝土的

14、強度評定和內(nèi)部缺陷評定有機的結合；凝土的強度評定和內(nèi)部缺陷評定有機的結合；直接在結構物上進行檢測并推定其實際的強度；直接在結構物上進行檢測并推定其實際的強度；在有些情況下，其他非破損檢測方法無法獲取在有些情況下，其他非破損檢測方法無法獲取混凝土的質量和強度信息，超聲法有其特殊性。混凝土的質量和強度信息，超聲法有其特殊性。特點特點1、開始測試前，利用標準棒對儀器進行校準。開始測試前，利用標準棒對儀器進行校準。2、通常在通常在50100kHz范圍內(nèi)選擇超聲波發(fā)射頻率。范圍內(nèi)選擇超聲波發(fā)射頻率。3、測試時必須保持換能器與被測混凝土表面有良好的耦合（防止空氣進測試時必須保持換能器與被測混凝土表面有良好

15、的耦合（防止空氣進入），并利用黃油或凡士林等耦合劑，以減少聲能的反射損失。入），并利用黃油或凡士林等耦合劑，以減少聲能的反射損失。4、一般盡可能選擇在構件的側面選擇測區(qū)，避免澆筑面的不平整。一般盡可能選擇在構件的側面選擇測區(qū)，避免澆筑面的不平整。5、每一試件上相鄰測區(qū)間距不大于每一試件上相鄰測區(qū)間距不大于2m。6、每個測區(qū)內(nèi)應在相對測試面上對應布置每個測區(qū)內(nèi)應在相對測試面上對應布置三個三個測點，相對面上對應的輻射測點，相對面上對應的輻射和接受換能器應在同一軸線上。和接受換能器應在同一軸線上。7、必須要對超聲檢測結果進行標定，也即是必須預先建立超聲聲速與混凝必須要對超聲檢測結果進行標定，也即是必

16、須預先建立超聲聲速與混凝土強度的關系。土強度的關系。8、超聲法一般不單獨用來檢測混凝土的強度。超聲法一般不單獨用來檢測混凝土的強度。注意事項注意事項例題n采用超聲法進行構件混凝土密實性檢測，經(jīng)過計算得到的聲采用超聲法進行構件混凝土密實性檢測，經(jīng)過計算得到的聲速數(shù)據(jù)如下表速數(shù)據(jù)如下表1 1所示，請根據(jù)表所示，請根據(jù)表2 2所提供的所提供的11值分析判斷是否值分析判斷是否存在異常測點？如果有請將它們一一找出來。存在異常測點？如果有請將它們一一找出來。 測點 聲速(km/s) 測點聲速(km/s)測點聲速(km/s)14.5694.55174.5324.47104.49184.6234.45114.

17、46194.5244.49124.23204.2554.63134.32214.3264.54144.49224.5674.57154.48234.4784.48164.51244.45混凝土強度非破損檢測方法的比較混凝土強度非破損檢測方法的比較檢測方法簡便與操作性準確性檢測范圍檢測速度檢測成本回彈法回彈法很好很好一般一般較寬較寬快快很低很低超聲法超聲法好好較差較差一般一般快快低低超聲回彈超聲回彈綜合法綜合法較好較好較好較好較寬較寬較快較快低低鉆芯法鉆芯法較差較差好好很寬很寬慢慢高高拔出法拔出法一般一般較好較好寬寬中等中等較高較高1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用縱波速度縱波速度經(jīng)驗

18、修正系數(shù)經(jīng)驗修正系數(shù)反射縱波走時反射縱波走時被檢測介質厚度被檢測介質厚度 pvkthtkvhp 2結構混凝土厚度檢測結構混凝土厚度檢測 利用波在兩種介質界面上的反射效應測量介質厚度。利用波在兩種介質界面上的反射效應測量介質厚度。 采用反射縱波在介質中傳播的時間來檢測混凝土結構的厚度的采用反射縱波在介質中傳播的時間來檢測混凝土結構的厚度的計算公式為計算公式為 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 3混凝土中空洞的檢測混凝土中空洞的檢測 對于混凝土內(nèi)部大于對于混凝土內(nèi)部大于10cm的空洞，可以通過測量聲波傳播時的空洞，可以通過測量聲波傳播時間的突然變化來判定它的存在，并計算出空洞的尺寸，計

19、算空洞間的突然變化來判定它的存在，并計算出空洞的尺寸，計算空洞半徑的公式為半徑的公式為 式中式中 直達聲路長度；直達聲路長度； 有空洞處與無空洞處聲波傳播時間。有空洞處與無空洞處聲波傳播時間。 采用平行網(wǎng)格測點，可判定空洞形狀、大小和所在部位采用平行網(wǎng)格測點，可判定空洞形狀、大小和所在部位.cdtt ,l122 cdttlRlR21 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 4混凝土裂縫檢測混凝土裂縫檢測 (1) 直接檢測直接檢測1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 (2) 沿面檢測沿面檢測 首先在裂縫附近完好的表面處，選擇一定長度作為首先在裂縫附近完好的表面處，選擇一定長度作為校準距

20、離，設這段距離為校準距離，設這段距離為2d，在這段距離的兩端放置換能器，在這段距離的兩端放置換能器，測出聲波通過測出聲波通過2d的時間為的時間為t0。然后把發(fā)射和接收換能器放置于裂。然后把發(fā)射和接收換能器放置于裂縫的兩側，并使兩個探頭至裂縫的距離均為縫的兩側，并使兩個探頭至裂縫的距離均為d，測得此處的聲波，測得此處的聲波傳播時間傳播時間t1，若裂縫與表面，若裂縫與表面正交正交，則有，則有 裂縫深度為裂縫深度為 12021 ttdh20221224)(4tdthd 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 5. 深孔法檢驗混凝土質量深孔法檢驗混凝土質量 一般用來檢驗澆注在地下的大體積構件，如

21、鉆孔灌一般用來檢驗澆注在地下的大體積構件，如鉆孔灌注樁等。在澆注混凝土時埋設測管，測試時將發(fā)射和接注樁等。在澆注混凝土時埋設測管，測試時將發(fā)射和接收換能器分別放入兩根管內(nèi)，管中充滿流動性的油類或收換能器分別放入兩根管內(nèi)，管中充滿流動性的油類或水作為耦合劑。兩管之間的距離最大不應超過水作為耦合劑。兩管之間的距離最大不應超過1.5m，以，以1m以內(nèi)較為適宜，管徑應略大于換能器的外徑，管子截以內(nèi)較為適宜，管徑應略大于換能器的外徑，管子截面積總和應小于樁截面積的面積總和應小于樁截面積的1。以免削弱樁基礎，測管。以免削弱樁基礎，測管需固定在鋼筋骨架上。由于管內(nèi)徑限定了換能器的尺寸，需固定在鋼筋骨架上。由

22、于管內(nèi)徑限定了換能器的尺寸，所以必須選擇截面較小的環(huán)形式換能器。所以必須選擇截面較小的環(huán)形式換能器。 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 收收1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用 1 聲波探測技術及其應用聲波探測技術及其應用五、聲波測試在樁基完整性檢測中的應用五、聲波測試在樁基完整性檢測中的應用 在灌注樁施工過程中，會產(chǎn)生夾層、空洞、離析以及橫在灌注樁施工過程中，會產(chǎn)生夾層、空洞、離析以及橫斷面縮

23、小和擴大甚至樁身斷裂，影響樁基的承載力，將斷面縮小和擴大甚至樁身斷裂，影響樁基的承載力，將對上部結構產(chǎn)生不利影響，因此需及時了解樁的質量情對上部結構產(chǎn)生不利影響，因此需及時了解樁的質量情況。樁完整性測試也稱低應變樁基動測。況。樁完整性測試也稱低應變樁基動測。 六、超聲檢測影響因素六、超聲檢測影響因素n 耦合狀態(tài)：所謂耦合狀態(tài)：所謂“耦合耦合”，是指讓超聲波探頭和，是指讓超聲波探頭和被測混凝土表面密切接觸，盡量避免能量損失。對于被測混凝土表面密切接觸，盡量避免能量損失。對于平面探頭，雖然探頭面和混凝土測試面都是平的，但平面探頭，雖然探頭面和混凝土測試面都是平的，但是實際上混凝土和探頭表面都有無數(shù)

24、肉眼無法觀察到是實際上混凝土和探頭表面都有無數(shù)肉眼無法觀察到的凹凸，里面存在空氣，如果直接進行測試會導致超的凹凸，里面存在空氣，如果直接進行測試會導致超聲能量被這些表面的凹凸部位中的空氣吸收衰減，大聲能量被這些表面的凹凸部位中的空氣吸收衰減，大大影響超聲穿透能力，因此必須采用黃油、凡士林等大影響超聲穿透能力，因此必須采用黃油、凡士林等糊狀物來填補混凝土測試面與探頭接觸面之間的空隙，糊狀物來填補混凝土測試面與探頭接觸面之間的空隙，形成良好的耦合。對于柱狀徑向探頭，采用水進行耦形成良好的耦合。對于柱狀徑向探頭，采用水進行耦合，因此柱狀徑向探頭具有水密性的指標要求，合，因此柱狀徑向探頭具有水密性的指

25、標要求，0.4MPa0.4MPa下不允許漏水。下不允許漏水。六、超聲檢測影響因素六、超聲檢測影響因素n鋼筋：超聲波在鋼中的傳播速度鋼筋：超聲波在鋼中的傳播速度( (縱波聲速一般為縱波聲速一般為5.9km/s5.9km/s左右左右) )大大高于混凝土大大高于混凝土( (縱波聲速一般為縱波聲速一般為4.0km/s4.0km/s5.0km/s)5.0km/s)，如果在超聲傳播路徑上或其周圍，如果在超聲傳播路徑上或其周圍存在鋼筋，則會有部分或者大部分超聲信號沿著鋼筋傳存在鋼筋，則會有部分或者大部分超聲信號沿著鋼筋傳播而且比在混凝土中傳播的信號先到達接收探頭，從而播而且比在混凝土中傳播的信號先到達接收探

26、頭，從而導致檢測到的聲時值偏小，這叫做導致檢測到的聲時值偏小，這叫做“視聲時視聲時”，即實驗，即實驗觀察到的聲時，它是受到干擾的不準確的聲時。這樣會觀察到的聲時，它是受到干擾的不準確的聲時。這樣會導致計算出來的聲速偏大，增加檢測方風險。導致計算出來的聲速偏大，增加檢測方風險。n水分：水分填充了混凝土中的孔隙，混凝土孔隙中的水分：水分填充了混凝土中的孔隙，混凝土孔隙中的空氣被水取代，由于水的超聲波速度和阻抗比空氣大得空氣被水取代，由于水的超聲波速度和阻抗比空氣大得多，和空氣相比，超聲波在水中傳播的速度大，衰減小，多，和空氣相比，超聲波在水中傳播的速度大，衰減小，因此如果混凝土中的缺陷被水分填充，

27、將會造成超聲傳因此如果混凝土中的缺陷被水分填充，將會造成超聲傳播的播的“水短路水短路”，導致缺陷判別的困難。，導致缺陷判別的困難。 材料或結構受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，或材料或結構受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，或材料內(nèi)部缺陷及潛在缺陷在外部條件作用下改變狀態(tài)時，材料內(nèi)部缺陷及潛在缺陷在外部條件作用下改變狀態(tài)時，以彈性波形式釋放出能量的現(xiàn)象稱為以彈性波形式釋放出能量的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射聲發(fā)射。 聲發(fā)射信號的強度、頻率等各項特性指標等隨著聲聲發(fā)射信號的強度、頻率等各項特性指標等隨著聲發(fā)射源的類型、狀態(tài)及材料性質的不同而不同，也隨著發(fā)射源的類型、狀態(tài)及材料性質的不同而不同，也隨著外力的作用形式及

28、強弱的變化而變化，因此，外力的作用形式及強弱的變化而變化，因此，聲發(fā)射特聲發(fā)射特性是材料性質和狀態(tài)的一個表征性是材料性質和狀態(tài)的一個表征。 2 聲聲發(fā)射技術及其應用發(fā)射技術及其應用 聲發(fā)射檢測技術就是利用材料受力時的聲發(fā)射特性，聲發(fā)射檢測技術就是利用材料受力時的聲發(fā)射特性，對其內(nèi)部破壞狀態(tài)及受力歷史進行判斷的方法，它不僅對其內(nèi)部破壞狀態(tài)及受力歷史進行判斷的方法，它不僅能對材料內(nèi)部缺陷進行檢測，而且還能反映材料內(nèi)部缺能對材料內(nèi)部缺陷進行檢測，而且還能反映材料內(nèi)部缺陷形成、發(fā)展和失穩(wěn)破壞的整個動態(tài)過程。陷形成、發(fā)展和失穩(wěn)破壞的整個動態(tài)過程。 聲發(fā)射技術在聲發(fā)射技術在混凝土檢測混凝土檢測中主要用于裂

29、縫的發(fā)生發(fā)中主要用于裂縫的發(fā)生發(fā)展及位置的確定；在展及位置的確定；在巖體檢測巖體檢測中，研究巖石的損傷機理中，研究巖石的損傷機理和斷裂特性，測定巖體地應力，檢測礦井和洞空的安全，和斷裂特性，測定巖體地應力，檢測礦井和洞空的安全，以及預報巖爆的產(chǎn)生等。以及預報巖爆的產(chǎn)生等。2 聲聲發(fā)射技術及其應用發(fā)射技術及其應用 一、基本原理一、基本原理 聲發(fā)射信號聲發(fā)射信號是分析聲發(fā)射性質和狀態(tài)的基本依據(jù)，通常用是分析聲發(fā)射性質和狀態(tài)的基本依據(jù)，通常用壓電換能器在試件表面接收并記錄這些信號，輸入儀器進行壓電換能器在試件表面接收并記錄這些信號，輸入儀器進行分析和處理。處理和分析聲發(fā)射信號的特性參數(shù)有計數(shù)率、分析

30、和處理。處理和分析聲發(fā)射信號的特性參數(shù)有計數(shù)率、能量和能量率，以及頻譜、波形以及多信號的時差等。能量和能量率，以及頻譜、波形以及多信號的時差等。 若記錄每一個聲發(fā)射事件，就叫若記錄每一個聲發(fā)射事件，就叫AE事件計數(shù)事件計數(shù)。單位時間。單位時間AE事件計數(shù)稱為事件計數(shù)稱為AE事件計數(shù)率事件計數(shù)率，事件計數(shù)累積稱，事件計數(shù)累積稱AE事件總事件總數(shù)數(shù)。通常設置門檻電壓，只有當輸入信號超過該電壓時，才。通常設置門檻電壓，只有當輸入信號超過該電壓時，才能作為聲發(fā)射事件被記錄下來。顯然，對聲信號的各種計數(shù)能作為聲發(fā)射事件被記錄下來。顯然，對聲信號的各種計數(shù)描述著重于信號出現(xiàn)的頻率，而較少反映信號的幅度。描

31、述著重于信號出現(xiàn)的頻率，而較少反映信號的幅度。2 聲聲發(fā)射技術及其應用發(fā)射技術及其應用 煤煤2 聲聲發(fā)射技術及其應用發(fā)射技術及其應用 混混凝凝土土的的聲聲發(fā)發(fā)射射試試驗驗結結果果2 聲聲發(fā)射技術及其應用發(fā)射技術及其應用n 2 聲聲發(fā)射技術及其應用發(fā)射技術及其應用 聲發(fā)射檢測儀器應具有如下性能：聲發(fā)射檢測儀器應具有如下性能： (1) 具有高響應速度、高靈敏度、高增益、寬動態(tài)范圍以及具有高響應速度、高靈敏度、高增益、寬動態(tài)范圍以及對強信號阻塞的恢復能力；對強信號阻塞的恢復能力； (2) 具有較寬的頻響范圍，有較大的頻率檢測窗口選擇余地具有較寬的頻響范圍，有較大的頻率檢測窗口選擇余地; (3) 具有抗干擾和排除噪聲的多種功能；具有抗干擾和排除噪聲的多種功能； (4) 根據(jù)檢測的目的不同，還要求檢測儀器具有快速、完善根據(jù)檢測的目的不同，還要求檢測儀器具有快速、完善的分析處理功能和不同的顯示功能。的分析處理功能和不同的顯示功能。 單通道單通道聲發(fā)射儀：多種分析聲發(fā)射儀：多種分析 聲源定位聲源定位 多通道多通道聲發(fā)射儀：多種分析聲發(fā)射儀：多種分析 聲源定位聲源定位 ( (功能組合功能組合) 2 聲聲發(fā)射技術及其應用發(fā)射技術及其應用三、聲發(fā)射換能器（探頭）三、聲發(fā)射換能器（探頭） 聲發(fā)射換能器一般由殼聲發(fā)射換能器一般由殼體、保護膜、壓電元件、阻體