[发明专利]一种基于超声CT的混凝土结构质量评价方法

摘要

本发明涉及一种基于超声CT的混凝土结构质量评价方法，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，并在此基础上对判断因子的可靠性进行评价，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。本方法由于增加了对判断结果进行评价的步骤，极大的提高了质量评价的准确性，确保了施工安全和人身安全。

主权项

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，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di、超声声时li、首波波幅测量值Aci、测点i的接收子波x波形样本fx和测试系统的标准子波S波形样本fs：步骤二，通过计算测点i的声速值vi，对波形样本波幅测量值A′ci进行修正，计算测点i的接收子波与标准子波的复频差FDi和计算测点i的接收子波与标准子波的互相关系数Ri得到声参量的判定值Vi、Ai、FDi和Ri；其中，测点i的声速值Vi＝di/ti，di为测点的超声测距，ti为测点的超声声时；修正后波幅：Ai＝Δci|ΔAi，Δci为波幅测量值，ΔAi为波幅修正值，ΔAi＝ΔAi1|ΔAi2式中ΔAi1为对测距的修正ΔAi1＝α×(di‑d0)，α‑衰减系数，di‑测点的超声测距，d0‑基准测距：ΔAi2为对测角γ的修正，具体取值参见下表：计算测点i的接收子波与标准子波的复频差标准子波S的幅度谱为fs，Fs的实部为Fsr，虚部为Fsi；接收子波x的幅度谱为Fx，Fx的实部为Fxr，虚部为Fxi；c：频率幅度谱谱线个数：计算测点接收波与标准子波的互相关系数，互相关系数计算起点分别为接收波与标准子波的首波起跳点，为避免首波起跳点的判读偏差，以接收波起跳点为中心，前后小范围移动样本点作为接收波计算样本的起始点，分别计算互相关系数取其最大值作为该测点的互相关系数上式中：fs‑标准子波S的波形样本，fx‑测点i的接收子波x的波形样本，n‑计算互相关系数的样本点数，m‑接收波起跳点为中心移动的样本点数，m＝‑10，‑9，.....0，1，2，....9，10；步骤三，将同一个测试构件的所有测点的同一类声参量判定值合并进行归一化处理，得到声参量判定因子其中：Yi‑测点i的声参量判定因子VYi，AYi，FDYi和RYi的统称，yi为测点i的声参量判定值Vi，Ai，FDi和Ri：yi(min)为所有测点同一声参量判定值的最小值：yi(max)为所有测点同一声参量判定值的最大值：则步骤四，复频差判定因子取值大小与混凝土密实性的对应关系与其他三种声参量判断因子相反，即取值越大，对应混凝土的密实性越差，为保证声参量判定因子取值与混凝土的密实性的对应关系的一致性，将复频差的判定因子取为：步骤五，计算每个测点综合判定因子其中，Ci‑归一化后测点i的综合判定因子C′i‑归一化前测点i的综合判定因子C′i＝cv×VYi+cA×AYi+cF×FDYi+cR×RYicr，cA，cF，cR‑各声参量判定因子在综合判定因子中的加权值；C′i(min)‑归一化前测点i的综合判定因子的最小值；C′i(max)‑归一化前测点i的综合判定因子的最大值；步骤六，使用0～1统一色谱绘制测点的综合判定因子的色谱图；步骤七，在测位色谱图上标注出缺陷投影图，红色系测点明显连接成片的区域为缺陷可疑区域；步骤八，通过对所有测位的色谱图综合分析判断缺陷的空间位置、尺寸和缺陷性质；其特征在于：在步骤五中增加对每个测点进行评价的步骤，其中，在步骤五中，在对每个测点综合判定因子归一化前，增加对测点综合判定因子进行评价的步骤，评价指标值K＝(归一化前综合判定因子最大值‑归一化前综合判定因子最小值)/2，判断每个测点归一化前的综合判定因子是否处在评价指标值K的0.14‑0.78倍的范围内，如果判定处在该区间内，则继续进行以后的评价步骤；否则该测点值无效，需要舍弃；其中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。