DB21T 3215-2019 水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)沖擊彈性波法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

DB21Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineeringbyimpactechometh遼寧省市場(chǎng)監(jiān)督I管理局發(fā)布TechnicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportenginebyimpactechomethI 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 5 5 6 6 8 本規(guī)程參編單位：大連理工現(xiàn)代工程檢測(cè)有限公司、中交天津港灣工程研究院有限本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施后，任何單位和個(gè)人如有問題和意見建議，均可以通過來電和來函等方式進(jìn)1水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)沖擊彈性波法檢測(cè)技術(shù)規(guī)程縱波在半無限固體介質(zhì)中傳播時(shí)的速度，進(jìn)行構(gòu)件截面形狀系數(shù)DB21/T3215-20192）；CR——混凝土面波波速。4沖擊彈性波檢測(cè)儀4.1技術(shù)要求4.1.3沖擊彈性波檢測(cè)儀應(yīng)符合下列要求：32）接收傳感器為能測(cè)量表面振動(dòng)的高性能寬頻帶接收傳感器，可以采用位移傳感器或6）采集及分析軟件應(yīng)可實(shí)時(shí)顯示每次沖擊時(shí)傳感器的輸出信號(hào)，包括相對(duì)4.2校準(zhǔn)及保養(yǎng)4.2.2沖擊彈性波檢測(cè)儀有下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢定\校準(zhǔn)后使用：5.1.2調(diào)查、收集的資料宜包含但不限于下列內(nèi)容：3）混凝土原材料品種和規(guī)格、混凝土配合比、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)情況、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)4）被測(cè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件其他檢測(cè)資料；5.1.3檢測(cè)方案宜包含但不限于下列內(nèi)容：DB21/T3215-201945.1.6檢測(cè)時(shí)，傳感器軸線應(yīng)垂直于混凝土表面并與混凝土表面間處于良好的耦合狀態(tài)。5.1.9沖擊器的選取應(yīng)參考下表執(zhí)行：>60>155.1.10檢測(cè)時(shí)接收的波形應(yīng)為有效測(cè)試波形，5.2.1混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度檢測(cè)的抽查數(shù)量和抽檢部位應(yīng)符合下列要求：2）測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)重要程度選擇在具有代表性的部位；5.2.3混凝土構(gòu)件厚度應(yīng)按下列方法確定：差），振幅譜圖中構(gòu)件厚度對(duì)應(yīng)的主頻峰值（f)為各測(cè)點(diǎn)有效主頻峰值的），Vf——振幅譜圖中構(gòu)件厚度對(duì)應(yīng)的主頻峰值（Hz）。5.2.4混凝土厚度結(jié)果判定應(yīng)符合下列規(guī)定：檢測(cè)的厚度平均值應(yīng)不小于設(shè)計(jì)厚度，檢測(cè)的厚度55.3.1測(cè)區(qū)大小應(yīng)不小于預(yù)估缺陷的區(qū)域；測(cè)點(diǎn)宜按網(wǎng)格狀布置，間距不宜大4）對(duì)采集的波形進(jìn)行頻譜分析，當(dāng)所得的振幅譜無明顯峰值時(shí)，應(yīng)查明原因或重新選1）應(yīng)對(duì)振幅譜中各峰值進(jìn)行分析，給出缺陷振幅值所對(duì)應(yīng)的頻率值f；f——缺陷振幅峰值所對(duì)應(yīng)的頻率值（Hz5.4.1測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)符合下列要求：1）1采用“一發(fā)雙收”測(cè)試方式。接收點(diǎn)應(yīng)跨縫等距離布置，沖擊點(diǎn)與一接于裂縫同側(cè)。各點(diǎn)應(yīng)處在同一直線上，并與裂DB21/T3215-2019h——裂縫深度；d——沖擊點(diǎn)與傳感器的距離；λ——傳感器與裂縫的距離λ值可按下式估算：λ=2tcCR（公式5.4.2-1）），h=-ζλln（公式5.4.2-2）ζ——常數(shù)，宜通過標(biāo)定得出；5.4.3裂縫深度檢測(cè)結(jié)果h應(yīng)不大于1.3倍面波波長(zhǎng)λ,否則應(yīng)更換沖擊器的型號(hào)重新測(cè)試。5.5.3測(cè)試混凝土結(jié)合面質(zhì)量時(shí)，測(cè)試面宜平行于結(jié)合面。6.1檢測(cè)原始記錄宜按本規(guī)程附錄C填字、檢測(cè)日期等。當(dāng)檢測(cè)中出現(xiàn)可疑現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)標(biāo)注于6.2報(bào)告編制方式參照《公路水運(yùn)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告編制導(dǎo)則》JT/T4）檢測(cè)規(guī)程，檢測(cè)項(xiàng)目和數(shù)量，檢測(cè)方法；677）檢測(cè)結(jié)果，包括整理后的數(shù)據(jù)和圖表及需要說明DB21/T3215-20198b）用接收傳感器在平整混凝土表面進(jìn)行檢測(cè)，觀察數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中時(shí)域圖和振幅譜圖頻域曲線圖中主頻率峰值f；Vp=2Hf（公式A.0.2）），），f——頻域曲線圖中主頻率峰值（Hz），精確至0.1Hz。A.3當(dāng)構(gòu)件所測(cè)區(qū)域厚度不能量測(cè)或不便獲取構(gòu)件所測(cè)區(qū)域厚度時(shí)，采用兩個(gè)接收傳感器a）按圖A.3將沖擊彈性波檢測(cè)儀的兩個(gè)接收傳感器置于結(jié)b）安裝好儀器，檢查獲取的波形。如果從兩個(gè)傳感器獲取的波形都有效，則存儲(chǔ)以便c）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)屏幕上應(yīng)在同一時(shí)間坐標(biāo)中顯示從兩個(gè)傳感器分別接收到的兩段時(shí)域d）確定縱波平直段的時(shí)間。在時(shí)間坐標(biāo)上分別讀取并記錄第一個(gè)和第二個(gè)傳感器接收9Δt——兩個(gè)接收裝置所接收到信號(hào)的時(shí)間差(μsK——截面形狀系數(shù)，對(duì)于板（混凝土板、墻等），可取0.96，f）每次測(cè)試選取一個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)通過改變采樣時(shí)間間隔重復(fù)進(jìn)行兩次測(cè)試，當(dāng)行第三次測(cè)試，直至測(cè)得的傳播時(shí)間數(shù)值相近為DB21/T3215-2019），a波形不顯示周期性振蕩b振幅譜參數(shù)信號(hào)量程：mv；采樣頻率=kHz；采樣點(diǎn)數(shù)=點(diǎn)；觸發(fā)延時(shí)：…Hfvp構(gòu)件的混凝土P波波速值（m/s）:…121212Lkvp構(gòu)件的混凝土P波波速值（m/s）:DB21/T3215-2019參數(shù)檢測(cè)部位（測(cè)區(qū)、測(cè)點(diǎn)/測(cè)線）分布示意圖4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用________________________________DB21/T3215-2019Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineeringbyimpac 1.1本條闡述了本規(guī)程的編制目的，沖擊彈性波法檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)被缺陷表面或構(gòu)件底面反射回來，通過對(duì)反射波的分析進(jìn)行判斷和檢測(cè)。沖擊彈性波主要依靠1.3本條闡述了本規(guī)程與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。應(yīng)遵守協(xié)調(diào)一致、互本節(jié)所列出的術(shù)語(yǔ)一般為其在本規(guī)程中出現(xiàn)時(shí)，從沖擊彈性波檢測(cè)混凝土缺賦予其含義的，其含義需要加以界定、說明或解釋的重要詞匯。考慮其通用性和習(xí)慣性，盡管界定和解釋術(shù)語(yǔ)時(shí)考慮了術(shù)語(yǔ)的習(xí)慣和通用性，但理論上這些術(shù)語(yǔ)僅在出的目的主要是防止出現(xiàn)錯(cuò)誤理解。當(dāng)本規(guī)程列出的術(shù)語(yǔ)在本規(guī)程以外使用時(shí)，應(yīng)4沖擊彈性波檢測(cè)儀4.1技術(shù)要求4.1.2單點(diǎn)式?jīng)_擊彈性波檢測(cè)儀為單點(diǎn)沖擊、單點(diǎn)接收回波信號(hào)。掃描式?jīng)_擊彈性波檢測(cè)儀為沖擊單點(diǎn)式?jīng)_擊彈性波檢測(cè)儀適用于精確測(cè)試和特殊位置的測(cè)試，對(duì)測(cè)試面平整度要求較靈活。掃描式?jīng)_擊彈性波檢測(cè)儀具有滾動(dòng)式掃描測(cè)試探頭，掃描探頭安裝有可調(diào)沖擊頻電磁自動(dòng)敲擊振動(dòng)器和輪式接收傳感器，可沿直線以固定間隔進(jìn)行快速測(cè)試，適用于對(duì)4.1.3為減少人為因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，沖擊方式可以根據(jù)接收裝置配置不同尺寸的彈擊錘，宜位厚薄選用合適的沖擊器，且在檢測(cè)前應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證。掃描式?jīng)_擊彈性波檢測(cè)儀的掃描探頭配有動(dòng)的螺線管沖擊器，觸發(fā)后彈擊混凝土構(gòu)件表面，其沖擊能量和沖擊持續(xù)時(shí)間可調(diào)。沖擊彈性測(cè)儀的沖擊器的正確選擇對(duì)于檢測(cè)的效率很重要，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的厚度及具體的回波信號(hào)擇沖擊器以確保能夠傳送足夠的能量到被測(cè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而容易得到單一主峰的頻率幅值譜。沖擊器應(yīng)根據(jù)檢測(cè)構(gòu)件厚度的不同，激發(fā)不同頻率的脈沖。沖擊器的沖擊方向以及沖擊能測(cè)試信號(hào)的品質(zhì)有很大的景響，設(shè)計(jì)良好的沖擊能夠探測(cè)到?jīng)_擊產(chǎn)生的縱波沿表面?zhèn)鞑ヒ鸬奈⑿∽冃?。同時(shí)，還應(yīng)有合適的頻響范圍，以動(dòng)信號(hào)的測(cè)試失真。掃描式?jīng)_擊回波系統(tǒng)的接收傳感器是按一定間距均布在滾動(dòng)輪上，以實(shí)卡的便攜式電腦，或者是便攜式雙通道或者多通道波形分析儀。該系統(tǒng)中，一個(gè)通道可作為觸發(fā)通道，接受觸發(fā)信號(hào)，另外的通道可作為接收通道。數(shù)據(jù)采集儀的電壓范圍和電壓分辨率應(yīng)該與傳感6）采集分析軟件實(shí)時(shí)顯示傳感器輸出時(shí)間域波形，通過FFT快速傅立葉換為頻域，在頻率幅值譜里，通過選擇厚度對(duì)應(yīng)的主頻值，計(jì)算得出4.2校準(zhǔn)及保養(yǎng)4.2.1對(duì)沖擊彈性波檢測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)或自校是為保證其在正常狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，儀器的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是統(tǒng)一儀器性能的基礎(chǔ)，只有使沖擊回波系統(tǒng)處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，才能保證檢測(cè)結(jié)4.2.3沖擊彈性波檢測(cè)儀使用后，應(yīng)及時(shí)用潮濕的干凈布清潔沖擊器及接收傳感器，自然風(fēng)干后妥電池液體對(duì)儀器的腐蝕。定期給鋰電池充電，以保證電池的耐用性，防止過度放電造成的電5.1.1檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作是為了更好完成檢測(cè)及后期的數(shù)據(jù)分析5.1.2本條規(guī)定檢測(cè)人員在開展檢測(cè)工作之前應(yīng)掌握的有關(guān)基本情況，以便下一步開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，方案制定等工作。目前檢測(cè)方法很多，但每一種方法都有其適用性和局限性，因此，應(yīng)根據(jù)調(diào)查和收集相關(guān)資料在前期的準(zhǔn)備工作中是非常重要的，是為了綜合分析產(chǎn)生的質(zhì)量5.1.3檢測(cè)方案應(yīng)根據(jù)檢測(cè)的目的、前期的調(diào)查資料5.1.4反映混凝土質(zhì)量的測(cè)試參數(shù)及沖擊回波響應(yīng)特征容易受混凝土表面狀態(tài)的影響，為了保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，必須避免表面狀況對(duì)檢測(cè)的影響，所以應(yīng)磨平后清除殘留的5.1.5根據(jù)沖擊彈性波法的基本原理，該方法有著由各影響因素的存在而產(chǎn)生的局限性，及人員經(jīng)驗(yàn)的主觀性，故當(dāng)結(jié)果產(chǎn)生異議的時(shí)候，建議采用鉆芯這種較為直接的取樣方法進(jìn)行驗(yàn)證。應(yīng)在檢使用耦合劑可以使傳感器與混凝土緊密結(jié)合在一起，傳感器能準(zhǔn)確記錄混凝土質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。實(shí)際測(cè)試時(shí)，傳感器與混凝土之間的耦合劑應(yīng)盡量薄。耦合劑同時(shí)有一定的濾波作用，選擇耦時(shí)不宜選用有很強(qiáng)濾波作用的材料作為耦合劑。傳感器和混凝土之間是5.1.8掃描儀的沖擊器和接收器應(yīng)與測(cè)試面接觸良好，而且使其一直滾動(dòng)。如果一個(gè)或者多個(gè)輪脫離表面，或者壓力過小，測(cè)得的信號(hào)都可能因5.2.1沖擊彈性波法檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度的一大優(yōu)勢(shì)是無需鉆芯破壞，也無需對(duì)側(cè)面，同時(shí)對(duì)檢測(cè)，構(gòu)件劃分方法參考《港口道路與堆場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS168-25.2.2沖擊點(diǎn)位置與傳感器的間距要求參考（JGJ/T411-2017）及（ASTM根據(jù)沖擊回波法的原理見下圖所示，本質(zhì)上是通過豎向回波特性計(jì)算被測(cè)物體的厚度。但實(shí)上由于沖擊彈性波是一種體波，波前（圖中深色部分）是以球面的形式向外擴(kuò)散。僅當(dāng)被測(cè)物體近似為平面無限大彈性體時(shí)，沖擊后采集的回波可以近似認(rèn)為符合下圖的假設(shè)，但當(dāng)沖擊點(diǎn)靠近彈性體的邊界時(shí)，邊界的回波豎向分量會(huì)影響構(gòu)件板底的回波特性，造成測(cè)試的誤判。2）厚度檢測(cè)時(shí)，參考本規(guī)程（5.2.3件實(shí)際厚度的情況下，按本規(guī)程（5.2.3）條款確定振幅譜圖中構(gòu)件厚度對(duì)應(yīng)的主頻f（Hz）。5.2.4本條規(guī)定中普通混凝土構(gòu)件和尺寸較大的混凝土構(gòu)件的厚度檢測(cè)結(jié)果的判定依據(jù)JTS《水運(yùn)5.3.1測(cè)區(qū)大小應(yīng)不小于預(yù)估缺陷的區(qū)域，并有可以進(jìn)行對(duì)比的同條件正?；炷羺^(qū)域。5.3.2沖擊點(diǎn)位置與傳感器的間距按本規(guī)程5.2.2條規(guī)定5.3.3本條規(guī)定了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷檢測(cè)的基本步橫向尺寸超過其埋深的1/3，缺陷的深度就能檢測(cè)出來，其振幅譜圖將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)峰值：一個(gè)倍，則缺陷就當(dāng)于一個(gè)無限界面，所測(cè)到的響應(yīng)是板的厚度頻率，與缺陷埋深頻率一樣，故可以檢沖擊接觸時(shí)間是指用來產(chǎn)生應(yīng)力波的沖擊器與測(cè)試表面接觸的時(shí)間。在實(shí)際測(cè)試過程中接觸時(shí)間取決于沖擊器的類型和沖擊點(diǎn)混凝土的條件。光滑、堅(jiān)硬的表面沖擊接觸時(shí)間短于粗糙表面的沖擊持續(xù)時(shí)間。柔軟的表面。應(yīng)保證沖擊接觸時(shí)間在建議的范圍內(nèi)。根據(jù)對(duì)應(yīng)的表面波到達(dá)的部分波形，獲得一個(gè)沖擊接觸時(shí)間的近似測(cè)試。一個(gè)波形中部分表面波和近似的沖擊接觸時(shí)間的實(shí)5.3.4如圖5所示，接收器接到反射波后，通過快速傅立葉轉(zhuǎn)換將時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻,對(duì)板/墻來確定回波的頻率峰值f，深度計(jì)算結(jié)構(gòu)的厚度或缺陷（其中是形狀系=,對(duì)板/墻來①幾何形狀系數(shù)β與結(jié)構(gòu)橫截面的高寬比有關(guān)，北京工業(yè)大學(xué)張志清、劉曉?shī)?、叢鋮東等②中南林業(yè)科技大學(xué)周先雁教授，在指導(dǎo)學(xué)生劉恩才完成論文《基于沖擊回波法無損檢測(cè)技術(shù)0.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0截面高寬比h/b圖8截面幾何形狀系數(shù)β與高寬比關(guān)系③北京航空航天大學(xué)土木工程系葉英華教授，在指導(dǎo)學(xué)生張紹興對(duì)《測(cè)結(jié)果。即由已知的密實(shí)區(qū)結(jié)構(gòu)厚度h，測(cè)試的Cp和振幅譜中的f計(jì)算β值。形狀不規(guī)則或測(cè)試面較小時(shí)，從測(cè)試對(duì)象不規(guī)則邊角與側(cè)面反射的縱波與面波發(fā)生疊加后對(duì)接5.4.2面波法在傳播過程中所發(fā)生的幾何衰減和材料衰減?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)補(bǔ)正，而保持其振幅不變。但是，瑞利波在遇到裂縫時(shí)，其傳播在某種程度上被遮斷，在通過裂縫以后波的能量和振幅會(huì)減少。因此，根據(jù)裂縫前后的波的振幅的變化），質(zhì)，隨著深度的增加，面波的水平和垂直位移振幅達(dá)到極值后迅速降低，其主要能量主要集中圖10不同泊松比μ時(shí)振幅值與深度的變化關(guān)系5.5.1本規(guī)程所指的混凝土結(jié)合面，是指針對(duì)水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)，前后澆筑混凝土?xí)r間較長(zhǎng)導(dǎo)致前后混凝土澆筑位置可能存在結(jié)合面質(zhì)量差的混凝土結(jié)構(gòu)；針對(duì)這類混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測(cè)的抽檢方式可以參考混凝土厚度檢測(cè)的