冲击回波法识别混凝土缺陷试验研究

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发布时间：2021-09-08

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冲击回波法识别混凝土缺陷试验研究
万里，。韩晓健’，汪博，杨放’，冯金强’
(1．南京工业大学土木学院，江苏南京211816；2．南京地下铁道有限责任公司，江苏南京210017)
摘要：在混凝土试件中预制了不同尺寸、不同类型的缺陷，采用冲击回波测试方法对其进行了检测，对测试得到的曲线进行了时或和
频域分析，提出了在实际工作中进行缺陷的方法，并给出了缺陷识别的建议。
关键词：冲击回波；混凝土；缺陷；检测
中图分类号： TU528．07 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)02—0008—03
Experim ental study On the im pact-echo test for the flaw detection of concrete struct ure
WANLi ，HANXiao-jian ，WANGBo ，YANGFang ，FENGJin·qiang
(1．CollegeofCivilEngineering，NanjingUniversity ofTechnology，Nanjing211816，China
2．NanjingMetroCo．，Ltd．，Nanjing210017，China)
Abstract： A concrete slab with diferent imperfe~s was detected by impa~-echo method．Some flaws were found in the concrete slab through
the cnJ-ves generated by the impact·echo instruments．Both the time and frequency domain method were used to analyzed the curves．Based on the
test results，method and some advices were proposed．
Key w ords： impact—echo；concrete；flaw；detection
0 引言 1 冲击回波试验及结果
冲击回波方法(Impact-Echo Method)是用于测试混凝土内
部缺陷的有效检测方法。此方法通过敲击混凝土表面，使其内部
产生P波、s波以及表面产生R波，三种应力波。应力波在混凝土
内部传播反射形成回波，通过传感器检测初始敲击产生的和反映
形成的应力波，并计算和分析得到波在其内部传播所用时间，结
合波速得到测混凝土的厚度。该方法的优点在于不需要破坏混
凝土，并且克服了传统的超声波检测技术需要在被测试面的另一
侧设置声波接收装置的缺点，具有适用面广、检测准确的优点[1]。
但混凝土是由多种材料复合而成，应力波在混凝土中的传
播状态要比均匀介质中复杂得多。1983年开始，美国NBS就已
经开始了混凝土内部缺陷无损检测的研究工作。基于对已有测
试技术的回顾，Carino和Sansalone(1984)开始研究固体的介质
属性对于应力波传播特性的影响嘲。Sansalone和Carino(1986)
正式将应力波检测方法称之为“冲击回波”法。
采用时域波形很难判断哪个是缺陷的反射波，尤其是当在
反射波后又出现二次或三次反射波，或出现多个反射波时，多个
波形叠加后很难判断反射体是何种缺陷，缺陷形状和大小的判
定就更为困难[3-4]。FFT方法用于应力波分析，从应力波的频谱
特征上分析了应力波在含缺陷混凝土中的传播特征[5]。
冲击回波法应用广泛，Hsiao将其应用于混凝土砌块的检
测旧，Lin等人总结了冲击回波测试中的一些经验闭。目前，冲击
回波无损检测方法已经被写入了美国国家标准(NIST)，并且被
美国ASTM和美国混凝土委员会所采用嘲。 -
试件为预制有缺陷的混凝土板，尺寸为2 000mmx500aim，
厚200 mrn，混凝土配合比及强度等级未知。并且混凝土中还间
距150 mlTl沿宽度方向布置有+1o的钢筋。混凝土板中埋有不
同直径的PVC管，用以模拟混凝土中的孔洞。另外还预制有6种
不同尺寸、宽度、位置的缝隙，如图1所示。
试验采用Olson Instruments生产的冲击回波扫描仪，并配合
其FreedomDataPC以及IE／ScannerPulser模块，组成了完整的
冲击回波测试和采集系统。在试件表面画有测线，如图1所示，
试件表面共有4条测线，分别是Linel-4。测线之间间距100mm，
沿试件纵向布置。Olson Instruments的传感器和击锤一同集成
于扫描用小车之上，在连接好各个功能模块后，启动相应的采
集和分析软件，并将小车沿测线滚动。在小车滚动的同时，每隔