[发明专利]一种基于激光超声技术的混凝土微裂缝检测方法

说明书

本发明涉及混凝土裂缝检测技术领域，具体涉及一种基于激光超声技术的混凝土微裂缝检测方法，包括：根据设置的多条扫描路径向待测混凝土构件的对应激励点发射激光束进行扫描，并在待测混凝土构件上激发超声波；采集待测混凝土构件上固定采集点的超声波信号；根据相邻激励点的超声波信号传播时间变化量和振幅衰减量判断待测混凝土构件上是否存在微裂缝，并对应计算微裂缝的宽度和深度。本发明中基于激光超声技术的混凝土微裂缝检测方检测更全面并能够判断微裂缝尺寸且检测更方便，从而能够提升混凝土微裂缝的检测效率和检测效果。

技术领域

本发明涉及混凝土裂缝检测技术领域，具体涉及一种基于激光超声技术的混凝土微裂缝检测方法。

背景技术

在土木工程领域，混凝土具有价格低廉、抗压强度高、可塑性高、养护费用低等优点，是目前应用最广泛的建筑材料。混凝土结构可分为钢筋混凝土结构和预应力结构；钢筋混凝土结构通常是带裂缝工作的，在管养中仅关心其裂缝尺寸是否超过限额；而预应力混凝土结构不允许拉应力超过允许值，即不允许存在裂缝。当预应力混凝土构件出现裂缝或钢筋混凝土构件裂缝超过限制时，会引起混凝土构件碳化、保护层剥离、钢筋锈蚀等次生病害，从而降低其承载能力及耐久性。因此，需要检测混凝土的裂缝。

混凝土的微裂缝一般是指宽度小于0.2mm的裂缝，是裂缝最根源的形态，通常由施工、运营荷载及环境因素造成。外部荷载的增加或环境的进一步恶化，会促使微裂缝不断发展、张开，进而影响结构的使用功能。及时发现混凝土构件表面的微裂缝，对构件运维养护特别是防水性能要求较高的工程具有重要意义。目前混凝土裂缝检测除了传统的肉眼观察手段外，还包括数码照相识别、超声、红外、雷达和CT等先进无损检测技术，主要适用于明显张开、宽度不小于0.2mm的裂缝，且要求表面干净、没有污浊物。对于表面有灰尘附着或未张开的微裂缝，无论是肉眼观察还是采用现有的无损检测技术，都很难有效的识别检测。为此，公开号为CN109765295B的中国专利就公开了《一种混凝土表面微裂缝的激光超声快速检测方法及装置》，其方法步骤包括：发射激光按照扫描路径扫描待检测混凝土；接收并预处理在待检测混凝土上传播的超声波信号；基于扫描路径上相邻入射点的超声波信号的波形的变化程度判断是否存在微裂缝并精确定位微裂缝。

上述现有方案中的激光超声快速检测方法也是一种混凝土微裂缝检测方法，其通过激光非接触式的方式激发超声波，与传统超声波相比无需在混凝土表面涂耦合剂，能够在一定程度上提高检测效率。但是，申请人发现现有的混凝土微裂缝检测方法需要将超声波信号接收装置设置在测试区域附近，并且其扫描路径是直线且采集点还需要设置于扫描路径上，使得其只能检测该扫描路径上是否存在微裂缝。然而，实际检测过程中不仅需要对构件进行更全面的扫描，还需要判断微裂缝的尺寸(宽度、深度等)，此时就扩大扫描范围并设置多条扫描路径，即扫描路径不再是单一的直线，那么采用现有的检测方法就需要不断的调整采集点和超声波信号接收装置的安装位置，使得检测很不方便，导致混凝土微裂缝的检测效率和检测效果均不好。因此，申请人想到设计一种检测更全面并能够判断微裂缝尺寸，且检测更方便的混凝土微裂缝检测方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种检测更全面并能够判断微裂缝尺寸，且检测更方便的混凝土微裂缝检测方法，从而能够提升混凝土微裂缝的检测效率和检测效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于激光超声技术的混凝土微裂缝检测方法，包括以下步骤：

S1：根据设置的多条扫描路径向待测混凝土构件的对应激励点发射激光束进行扫描，并在待测混凝土构件上激发超声波；

S2：采集待测混凝土构件上固定采集点的超声波信号；

S3：根据相邻激励点的超声波信号传播时间变化量或/和振幅衰减量判断待测混凝土构件上是否存在微裂缝，并对应计算微裂缝的宽度和深度。

优选的，步骤S3中，通过如下公式计算微裂缝的宽度和深度：