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混凝土結構無損檢測彈性波CT技術與應用案例分析

混凝土結構無損檢測彈性波CT技術與應用案例分析
時間:2021.12.07
作者:中鋼國檢上海分公司
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摘要: 彈性波CT技術 彈性波CT技術基于沖擊彈性波發展而來,是利用彈性波穿透被測試物體,由于不同介質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構內部狀態的一種無損檢測方法。 ? 由于其良好的可視化效果,可以根據混凝土結構中缺陷的情況提供直觀、高分辨率的檢測圖像,彈性波二維斷面計算機層析掃描成像(CT)技術在混凝土缺陷檢測中得到了廣泛應用。 ? 彈性波CT技術的測線源為彈性波(P波),每個激振點可以形成多條彈性波射線,彈性波在穿透介質時,波速的快慢與介質的完整性、密度、彈性模量和剪切模量等因素有關,在混凝土結構無損檢測應用中,被檢測對象密度越大、強度越高、完整性越好,則彈性波傳到速度就越快,衰減越小;如果被檢測對象破碎疏松、振搗不密實、強度較低,則彈性波不僅傳導波速會低,還衰減很快。 ? 測試過程中,經過逐點掃描被檢測區域,彈性波在缺陷界面產生散射和衰減,可根據波幅變化的程度判斷缺陷的性質和范圍;彈性波中各頻率成份在缺陷界面衰減程度不同,接收信號的頻率明顯降低,可根據接收信號主頻或頻率譜的變化分析判別缺陷情況。 &nbs...
混凝土結構無損檢測彈性波CT技術與應用案例分析

(圖:混凝土結構無損檢測彈性波CT技術與應用案例分析)

彈性波CT技術

彈性波CT技術基于沖擊彈性波發展而來,是利用彈性波穿透被測試物體,由于不同介質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構內部狀態的一種無損檢測方法。

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由于其良好的可視化效果,可以根據混凝土結構中缺陷的情況提供直觀、高分辨率的檢測圖像,彈性波二維斷面計算機層析掃描成像(CT)技術在混凝土缺陷檢測中得到了廣泛應用。

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彈性波CT技術的測線源為彈性波(P波),每個激振點可以形成多條彈性波射線,彈性波在穿透介質時,波速的快慢與介質的完整性、密度、彈性模量和剪切模量等因素有關,在混凝土結構無損檢測應用中,被檢測對象密度越大、強度越高、完整性越好,則彈性波傳到速度就越快,衰減越小;如果被檢測對象破碎疏松、振搗不密實、強度較低,則彈性波不僅傳導波速會低,還衰減很快。

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測試過程中,經過逐點掃描被檢測區域,彈性波在缺陷界面產生散射和衰減,可根據波幅變化的程度判斷缺陷的性質和范圍;彈性波中各頻率成份在缺陷界面衰減程度不同,接收信號的頻率明顯降低,可根據接收信號主頻或頻率譜的變化分析判別缺陷情況。

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應用實例

在進行檢測時,由于施工振搗問題,零號塊橫隔板混凝土拆模后表面可見明顯骨料外露、松散缺陷。現場檢測人員將表面松散混凝土鑿除后,采用彈性波二維斷面計算機層析掃描成像(CT)技術對橫隔板內部混凝土質量進行檢測。經科學細致的檢測,通過對色譜圖的觀察和分析,發現內部混凝土疑似存在大面積不密實情況。

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為了進一步對結果進行驗證,以確保檢測結果的準確性,現場使用取芯機對橫隔板進行鉆孔檢查混凝土內部質量,芯樣及鉆孔內部混凝土呈明顯蜂窩現象。檢測結果為項目施工提供了科學依據,施工單位隨后根據相關技術規范對橫隔板采取注漿修補措施。修補后再次對相同區域進行檢測,結果顯示注漿修補處理結果良好。

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在另一檢測項目中,檢測對象同樣為某鐵路特大橋零號塊,根據現場實際情況進行測點布置,分別在測試部位距離底板底面30cm、60cm、90cm、120cm、150cm、180cm、210cm處布置7個檢測斷面,每個檢測斷面布置8個測點,測點間距為30cm,測試寬度為210cm,測試長度800cm,測點布置如圖:

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通過對每層檢測結果進行分析,檢測范圍內混凝土的質量整體性較好,未發現明顯不均勻(缺陷)現象。

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注意事項

1、彈性波在混凝土中的波速會受到分布鋼筋的影響,鋼筋密集區域的波速會比純混凝土的波速高,在有必要時,需要使用波速修正規避鋼筋對檢測結果帶來的影響。

2、應確保檢測時混凝土已達到規定齡期,防止因混凝土齡期不足導致波速和強度下降,難以做出準確判斷。

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