超声波平测法检测混凝土裂缝深度

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发布时间：2021-09-07

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超声波平测法检测混凝土裂缝深度
郭伟玲，刘军
(中交四航工程研究院有限公司，广东广州510230)
摘要：以简化数学模型为基础，推导了超声波平测法检测裂缝深度的计算公式。根据超声波的传播原理，研究了
超声波声速、实际声程和裂缝深度值的确定方法。在实验室制作试件，预设不同深度的垂直裂缝，采用平测法测定
裂缝深度值，在此基础上，探讨了超声波平测法测定混凝土裂缝深度的精度和适用范围。
关键词：超声波；平测法；裂缝深度
中图分类号：Tu l8 文献标志码：A 文章编号：1008—1933(2014)06—091—03
Crack depth inspection of concrete structure using ultrasonic
plane testing method
GUO Weiling，LIU Jun
(CCCC Fourth Harbor Engineering Institute Co．，Ltd．，Guangzhou 5 10230，China)
Abstract：Based on the simplified model，the formula of craek depth inspected by ultrasonic testing method is deduced．According to the
principle of ultrasonic transmission。the determining methods of ultrasonic speed，real sound path and crack depth are described．The
concrete samples are made in the laboratory，and the cracks normal to the inspected face are preinstalled．Based on the crack depth
inspection of the samples．the accuracy and applicability of the ultrasonic discussed．
Key words：ultrasonic wave；plane testing method；crack depth
O 引言
在建筑工程中，混凝土结构应用极其广泛，由于
抗拉强度较低，养护方法、温度应力、干燥收缩以及
受力损伤等都会使混凝土产生裂缝，因此绝大多数
混凝土构件都是带裂缝工作的。裂缝的存在既
影响结构的美观和耐久性，又对结构的安全性造成
一定的影响。为了解裂缝的现状，分析其对结构的
损害情况，对混凝土的裂缝深度进行检测是十分必
要的。裂缝深度检测常采用超声波平测法进行，根
据国内外的研究成果，我国规范CECS21：2000《超
声法检测混凝土缺陷技术规程》对超声波平测法作
了一定的技术要求，但是由于现场测试的影响因素
较多，超声波平测法检测裂缝深度技术还需进一步
完善。
1 超声波平测法检测裂缝深度的基
本原理
为了方便理论分析并推导裂缝深度计算公式，
收稿日期：2014-05-29
作者简介：郭伟玲(1963一)，女，高级工程师，主要从事土工、土工合
成材料、结构等的试验研究。
E—mail：~un031l@126．com
需对平测时超声波在混凝土构件的传播规律作如下
基本假设：
1)当超声波不跨裂缝传播时，其传播路线是直
线；
2)裂缝与构件测试面垂直；
3)忽略横波和边沿波的干涉影响；
4)不考虑钢筋对测试的影响。
根据上述假设，建立超声波平测法检测裂缝深
度的数学模型，其计算简图如图1所示。
图1 超声波检测裂缝深度数学模型
Fig．1 Ultrasonic detection of crack depth
mathem atic m odel
图中h为裂缝深度，为超声波收发换能器的
中心距。测量时，超声波发射换能器和接收换能器
对称置于裂缝两侧，假设超声波在混凝土中的传播
速度为V，跨缝测量时超声波的传播距离为，传播
时间为t，则由三角关系可得：