[发明专利]一种利用超声波探测圆柱体混凝土纵向裂缝深度的方法

说明书

本发明提供一种利用超声波探测圆柱体混凝土纵向裂缝深度的方法，包括以下步骤：步骤1，确定检测点A；步骤2，标定圆柱体混凝土超声波波速V；步骤3，确定首波相位反转位置；步骤4，计算圆柱体混凝土纵向裂缝深度。本发明提供的一种利用超声波探测圆柱体混凝土纵向裂缝深度的方法，是一种适用于曲面混凝土裂缝深度检测方法，还具有检测方法简单、快速和准确，实用性高，可大范围推广使用。

技术领域

本发明属于混凝土土木工程试验检测技术领域，具体涉及一种利用超声波探测圆柱体混凝土纵向裂缝深度的方法。

背景技术

随着城市交通、高速公路等复杂化和大型化的土木工程结构物的大力发展，混凝土作为重要的土木材料，对控制工程质量起到至关重要的作用。目前，大量重要基础设施和大型土木结构工程长期处于结构载荷、环境侵蚀等因素的相互作用下，此类混凝土土木工程结构必然相继出现各种混凝土缺陷，造成混凝土土木工程对于抵抗突发自然灾害的能力和正常工作年限都会出现明显下降。

在对混凝土结构造成破坏的各种缺陷中，最为常见的一种是裂缝。最初很多裂缝是微裂缝，肉眼看不见。而初期微裂缝常常导致继续开裂，于是肉眼可见的宏观裂缝出现。这些裂缝，对混凝土结构耐久性和承载力均会产生重要影响。因此，为了充分保证土木工程结构和人员安全，需要积极采取有效措施对混凝土结构物进行修补和加固，选择的探测方法，主要是采用无损检测法对裂缝的范围、尺寸、成因进行测定。

超声法检测混凝土裂缝的基本概念是：利用带波形显示功能的超声波检测仪和频率大于20KHz的超声波换能器，测定与分析超声脉冲波在混凝土的物理学参数，并根据这些参数及其相对变化，判定混凝土中是否存在缺陷情况。这些参数包括传播速度(声速)、首波相位、首波幅度(波幅)、信号主频率(主频)等。通过超声波换能器发射和接收的超声波信号，频率高但能量低，一般用于浅层裂缝测试，通常认为裂缝的有效测试深度不得超过500mm。

现阶段混凝土裂缝深度的超声检测主要针对的是水平面检测，即检测面与混凝土裂缝相互垂直，如图1所示，无法适用于检测面为曲面时混凝土裂缝深度的检测。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种利用超声波探测圆柱体混凝土纵向裂缝深度的方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种利用超声波探测圆柱体混凝土纵向裂缝深度的方法，包括以下步骤：

步骤1，确定检测点A：

圆柱体混凝土侧面具有纵向裂缝，在纵向裂缝中，确定宽度最大位置点，即为检测点A；

在圆柱体混凝土的外周，绘制通过检测点A的圆形测线E；

步骤2，标定圆柱体混凝土超声波波速V；

步骤3，确定首波相位反转位置：

步骤3.1，沿圆形测线E，并且，位于检测点A的左右两侧，对称安装超声波发射换能器和超声波接收换能器；

具体的：以检测点A为中心，超声波发射换能器安装于检测点A左侧的位置点P_1-1，超声波接收换能器安装于检测点A右侧的位置点P_1-2，位置点P_1-1和检测点A之间的弧长，等于位置点P_1-2和检测点A之间的弧长；

步骤3.2，预设置检测时间最大阈值；

步骤3.3，超声波发射换能器在位置点P_1-1发射超声波，超声波在混凝土结构内部传播，在检测时间最大阈值内，确定超声波接收换能器在位置点P_1-2能否接收到波信号，如果能接收到，记录超声波接收换能器首次接收到的波信号，并分析得到首波波信号波形；其中，首波波信号波形包括两种：首波呈现向下凸的波形和首波呈现向上凸的波形；