如何定位混凝土缺陷

這個博客將討論非破壞性的測試方法，可以用來定位在混凝土的缺陷。本文還對探地雷達數據的處理作了簡要說明。

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混凝土缺陷位置

混凝土的缺陷可以在施工期間和之後發生。施工過程中，固結不良會留下空隙、蜜精，或混凝土在養護過程中出現裂縫。目視檢查不會定位結構中隱藏的缺陷，也不會測量可見缺陷投射到結構中的程度。

一旦結構被建造並接受，它仍然可能會產生缺陷，長期的腐蝕會導致結構的分層和剝落損傷。結構支護也是一個值得關注的問題，因為地下水流有衝刷支護土體的風險。

缺陷定位測試係統經常利用不同形式的聲波測試。空氣空隙或裂縫會中斷或延遲聲音的通過，使超聲波檢測方法有價值和可靠。諸如樁基或建築地基也可能存在缺陷。本文將對6種常用的混凝土無損檢測方法進行探討，以確定混凝土缺陷的位置。

影響回波

影響回波是一種聲學探測技術。操作人員撞擊混凝土表麵，產生傳輸到混凝土中的頻率寬頻帶(即0-25kHz)。聲波傳播到混凝土和反射，你有一個變化的聲阻抗(即密度)。主要的反射通常是由於空氣在混凝土的另一邊，或在空洞或裂縫的情況下，空氣包含在這些。當聲波前後反彈時，聲波被反射到一個感知微振動的換能器上。信號處理是一個高通濾波器，然後對信號進行快速傅裏葉變換，將其顯示為頻譜上的能量圖表，主導頻率與混凝土的厚度(或空隙/裂縫的深度)成反比d=bVp/(2f)。

影響回波測試隻需要接觸到混凝土的一麵，因為它使用聲波的回聲。這是一個明顯的優勢，傳統的超聲。

衝擊回波在缺陷定位和厚度測量方麵有很多應用。重要的是要意識到，它是最好的應用於板像混凝土元素。大型板和混凝土隧道襯砌是理想的，而柱、梁和基礎則不是，特別是沿著它們的最長尺寸進行測試。有經驗的用戶可以在這些元素上使用IE，但需要更仔細的數據收集和解釋。

超聲波脈衝速度

超聲波檢測最基本的模式叫做飛行時間。這是指超聲脈衝通過固體介質從一個換能器到另一個換能器的時間。的UPV測試通常需要兩個訪問端，一個是源端，另一個是接收端。它是其它無損評估方法中最簡單的一種。它沿著測量兩個傳感器間距的路徑測量具體的速度。這個速度與混凝土的質量有直接的關係。測試可以采用幾種方式進行:直接傳輸(源與接收器相對)、半直接傳輸(源與接收器互不麵對)或間接傳輸(源與接收器位於同一側)。

的UPV測試可用於定位存在的空隙，蜂窩，裂縫，不連續或質量差的混凝土一般。對於缺陷定位，它將需要結構的2個可訪問的側麵(至少是半直接傳輸)，這允許信號路徑穿過感興趣的區域。

超聲波脈衝回波

與UPV不同的是，UPE方法通常使用幹式點接觸探針(不需要耦合凝膠)，隻需要一側進入即可進行測試。高質量的UPE設備能夠在400毫米深度上檢測小至30毫米的缺陷。

脈衝回聲是一種傳感器作為發射器和接收器，傾聽從混凝土內部到達的第一個回聲的方法。換能器向混凝土元件發射橫波，當材料密度發生變化時，這些橫波就會反射出來。最後，反射的波被傳感器捕獲。

超聲波讀數由軟件采集和分析，以確定混凝土中不同的點反射了多少信號。計算機通過SAFT處理建立了混凝土內部的圖像。不同的顏色代表反射波的強度。反射源可以是不同的材料，如混凝土內部的空隙(裂縫，蜂窩等)。所包含的任何材料界麵都可以反射一個信號，但某些界麵反射更強。空氣混凝土界麵實際上會反射整個波能。

UPE可用於定位空洞，蜂窩，欠灌漿預應力管道，施工縫，管道和混凝土構件的整體厚度。

板脈衝響應

板脈衝響應調查主要是為了識別地麵樓板下方的路基空洞，但如果損傷相對較淺，也可以用於混凝土結構中快速定位脫層或空洞區域。麵板紅外試驗可對鋼筋混凝土板、非鋼筋混凝土板以及瀝青或瀝青加鋪層板進行。

平板紅外使用低應變衝擊與儀表，橡膠頭錘發送應力波通過測試元件。該元件以彎曲模式作用，放置在撞擊點附近的速度傳感器或地震檢波器接收這種響應。錘擊器和檢波器都連接到數據采集係統進行處理和存儲。

利用快速傅裏葉變換(FFT)算法將錘擊力和速度傳感器的時間軌跡處理成頻率。把合成的速度譜除以力譜，就可以得到“機動率”。

完整性評價的參數為動剛度、平均遷移率、遷移斜率和空隙率。

表麵波譜分析(SASW)

水泥攪拌是一種測量不同波長表麵/瑞雷波傳播速度的聲學方法。波長較短的樣品剖麵較淺，波長較長的樣品剖麵較深。這種非破壞性測試允許測量進入結構的平均速度與深度剖麵，這可以與混凝土的強度和條件相對深度有關。SASW測試也通常應用於路基或土層分析。

SASW測試是在表麵進行的，使該方法具有非破壞性和非侵入性。在SASW測試中，兩個接收器被放置在表麵，並用一個錘產生波能。奧爾森工具”1.manbetx.com自由數據電腦或瀕死經曆360年記錄錘子的輸入和接收器的輸出。淺層采用短接收間隔采樣，深層材料采用長接收間隔采樣。

SASW測試已被用於評估混凝土厚度、混凝土裂縫深度、環氧樹脂填充接縫裂縫的成功和路麵係統的層分析。

探地雷達數據的基本處理

在不經過任何處理的情況下查看GPR數據是非常難以解釋的。大多數探地雷達係統自動處理數據以實現實時查看。理解處理過程是很重要的，因為如果不了解方法和數據處理的每一步的效果，用戶可能會犯錯誤。這篇文章將討論在大多數係統中自動應用的一些基本過程和它們的一些重要方麵。它將展示示例100年征服，lmx - 200而且Ekko_Project軟件．

零點

重要的是要了解，在GPR掃描期間，天線中產生的電磁波是從地表以上發出的。這意味著有一個很短的時間，當波穿過空氣，直到它到達表麵(地麵或混凝土，取決於應用程序)。這種波在空氣中傳播非常快，所以當用標準行掃描(b掃描)觀察時，它是相當大的一個沒有數據的波段。然後波到達表麵，第一部分能量被反射到接收器上。這通常被稱為地波。

這種地波反射起著重要的作用，因為它是用來確定掃描零深度(時間)的相對時間點。固體內部的深度是由這一點決定的。很難不把時間和深度互換使用，因為探地雷達測量的是時間，然後用假設的電磁波速度計算深度。

需要理解的是，波不是瞬時事件，它是一個持續幾分之一納秒的脈衝，具有正極性和負極性成分。這意味著在反射波中確定代表到達表麵時間的確切點是任意選擇的。它可能在第一個正脈衝中也可能在之後的負脈衝中。

在現實中這並不重要，但它確實影響了掃描的解讀。例如，如果脈衝的第一個正部分的峰值被選為零點，那麼當在直線掃描中注意到反射時，相同的峰值應該被用作注意到的目標的深度(即目標的頂部，因為這是介電對比度發生的地方)。

背景去除

地波可以很強。它取決於固體(即混凝土或地麵)表麵的介電對比度。例如，瓷磚表麵或潮濕的表麵會加劇這種影響。由地波引起的強條帶會使目標更難被發現。改善行掃描圖像的一個常見的簡單過程是背景去除。下圖解釋了這種情況。從1號中減去掃描2將從產生的掃描中去掉第一反射。實際上，第2次掃描是從若幹次掃描的平均值解析出來的。每一次掃描都會出現地波，導致平均值以地波為主。

地波在水平和強度上可以有變化，尤其是在地麵上進行的掃描。這可能是由於波動，改變濕度水平，也從土壤移動到瀝青和混凝土表麵。後處理軟件可以讓你在濾鏡中改變平均使用的掃描次數。減少平均掃描次數可以更有效地去除可變地波。

背景去除處理也將去除在GPR掃描中出現的相同深度的其他線性反射，例如從一個未完成的平板背麵的反射。如果一個操作員正在尋找這樣的線性反射，他應該同時查看背景移除和沒有背景移除的數據。

獲得

當電磁波深入到固體中時，就會失去能量。其結果將是，來自深處的反射將比淺層反射弱。數據處理使用增益來放大信號到一個更高的振幅隨著深度的增加。下圖以圖形化的方式顯示了這一點以及處理對行掃描的影響

假設能量反射線性減少是一種簡化。因此，有許多增益函數可以使用。一種常見的增益形式是球麵和指數增益補償(SEC)，它應用線性增加的時間增益與增益的指數增加相結合(Jol和Bristow, 2003)。增益由3個因素定義。開始增益，最大增益和衰減。

下麵的兩個數據顯示了兩個增長。在這兩個例子中，增益因子顯示出來。得到的增益函數是設置中的藍線，黑線是未獲得的數據，覆蓋的紅線是應用增益後的數據。並給出了兩種增益設置的影響。可以看出，衰減越高，函數增加的速度越快，因此它的影響發生得越淺。

設置良好的增益的另一個特性是，您可能想要突出一個特別的深度。

遷移

遷移是將目標的雙曲反射變換為圓形目標，從而更真實地反映被掃描介質內部結構的過程。這是一個數學過程，涉及到使用材料中的波的速度和每個單獨掃描的間距。下圖顯示了遷移前後(以及其他過程)的相同掃描。

遷移是網格掃描模式中使用的進程之一，其中多個掃描被組合成一個平麵視圖圖像。

查看剛遷移的數據時需要小心。被稱為“工件”的目標可以被創建，而不對應於真正的目標，或者在這個視圖中也看不到目標。雖然數據看起來更容易解釋，但它應該總是伴隨著原始行掃描。