专利名称：超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法
技术领域：
本发明涉及一种超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法。
背景技术：
混凝土结构物的内部缺陷系指破坏混凝土的连续性和完整性，并在一定程度上 降低混凝土的强度和耐久性的不密实区、空洞、裂缝或夹杂泥沙、杂物等；不密实性缺 陷系指混凝土因漏振、离析或架空而形成的蜂窝状，或因缺少水泥而形成的松散状，或 受意外损伤而造成的酥松状区域。混凝土缺陷的存在会不同程度的影响结构承载力和耐 久性，混凝土缺陷无损检测技术针对结构物实体采用无破损的方法有效地查明缺陷的性 质、范围及尺寸，以便对缺陷进行修补性技术处理。在多种混凝土结构物缺陷的无损检测技术方法中，超声波法因其检测设备较简 单，操作使用方便，穿透能力较强等突出特点而得到了广泛的推广应用，我国1990年 颁布了《超声法检测混凝土缺陷技术规程》，1998-1999年对该规程进行了修订和补 充，并由中国工程建设标准化协会批准为《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS 21:2000)(以下简称《测缺规程》)。超声法检测混凝土缺陷依据的原理是当混凝土的组成材料、工艺条件、内部 质量及测试距离一定时，各测点的超声声速、首波幅度等声参数一般无明显差异，如果 某部分混凝土存在孔洞、不密实或裂缝等缺陷时，通过缺陷混凝土的超声波的声时明显 加长、幅度明显降低，其他声参量也会有明显的变化。基于这一基本原理，对同等测试 条件下的混凝土进行声时(声速)、幅度、频率等声参数的相对比较，从而判断混凝土 的缺陷情况。由于混凝土是非均值的固-液-气三相混合体，即使无缺陷的混凝土，其测试的 声速、幅度等声参量仍会有相当大的范围波动，这种波动属于正常范围内的合理离散， 不同于混凝土缺陷导致的声参量的明显差异。混凝土缺陷检测就是要在具有正常离散的 声参量数据组中找出明显变异的声参量，即表征缺陷的异常值。由于混凝土的非勻质 性即声参量的合理离散，因此不可能用固定的临界指标作为判断缺陷的标准，《测缺规 程》中采用概率统计法进行判断。概率法的基本思想是认为正常混凝土的质量服从正态分布，在测试条件基本 一致且无其他因素影响的条件下，声速、波幅等测量值也基本属于正态分布。根据观测 数据的平均值、标准差和预定的置信水平，确定出一个相应的置信区间。凡属于混凝土 本身的不均勻性或测试中的随机误差造成的数值波动，都应处在给定的置信范围以内； 凡超出这个范围的读数异常的测点，就认为是混凝土本身性质改变所致，也就是异常值 测点可能是测线通过缺陷部位的测点。概率统计法的声参量测量值为每一测点的声时(声速)、波幅、主频，缺陷判 断的数据处理方法为1、将测位各测点的声参量测量值按大小顺序分别排列，即
将排在后面明显小的数据视为可疑，再将这些可疑数据中最
大的一个连同前面的数据计算出平均值 和标准差(A)
权利要求
1. 一种超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法，其特征在于 步骤如下步骤一，根据测试构件类型，确定测区布置方法及测点数，每个测位为一个测试文 件，在测试文件中记录测点的超声测距式、超声声时4、首波波幅测量值4、测点,的接收子波:r波形样本和测试系统的标准子波s波形样本^ 步骤二，通过计算测点 的声速值巧，对波形样本波幅测量值為进行修正，计算测 点I的接收子波与标准子波的复频差FA和计算测点接收波与标准子波的互相关系数巧得 到声参量的判定值巧、4、和乓；其中，测点 的声速值巧=44 ,為为测点的超声测距，4为测点的超声声时；波幅修正值4 = 4 +Μ , 4 为波幅测量值，M为波幅修正值， Δ4=Δ4+Μ2式中M1为对测距的修EM1 = ^x拭-4), α—衰减系数，為一测点 测距，一基准测距；M2为对测角^的修正，具体取值参见下表
2.根据权利要求1所述的超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方 法，其特征在于步骤一中所述测试方式为对测、斜测、角测和测距和测线均不等的扫 描测试或以上两者或两者以上的组合。
3.根据权利要求1所述的超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法，其特征在于步骤一所述测点，的接收子波χ波形样本^和测试系统的标准子波S波形样本/5的长度为从波形到达时刻起至少3个以上完整波形。
4.根据权利要求1所述的超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方 法，其特征在于步骤四中所述各声参量判定因子在综合判定因子中的加权值根据测试 条件进行调整，对可靠性低的声参量降低其权值。
全文摘要
本发明涉及一种超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法，在传统超声法检测混凝土缺陷方法的基础上，在声速和首波波幅之外增加了复频差和互相关系数两个可量化的声参量，通过将各声参量测量值处理为声参量判定因子并将各声参量判定因子处理为归一后的综合声参量判定因子，然后根据综合判定因子绘制出测位色谱图，并根据色谱图中红色成片区域确定可疑缺陷的位置及范围。本方法可直观准确的描述混凝土密实性质量分布，可以较好地避免或降低了使用单一声参量判定时发生的错判和漏判的情况，也免除了单一声参量判定结果互相不一致时难于最终判定的困惑。本发明可广泛应用于混凝土构筑物节点内部或其他复杂形状结构不密实性缺陷的判定。
文档编号G01N29/04GK102012403SQ20101052754
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者刘力争, 孙刚柱, 张龙龙, 李世富, 杨涛, 濮存亭, 范良, 贺志云, 邓龙, 郭启亮, 阚月鹏, 阴洪恩 申请人:北京市市政工程研究院, 北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司