超声波检测考核题及

1、超声波检测现场考核参考题1、灌注桩成桩质量通常存在哪两方面的问题？2、总结声波透射法的优缺点。3、简述声波透射法检测混凝土缺陷的根本依据。4、声波检测仪应符合那些技术性能？5、声波透射法所用检测仪器及换能器有哪些主要技术指标？各在什么范围？6、简述径向换能系统延时的来源及其标定方法。7、采用声波透射法检测基桩时，预埋检测管应注意哪些问题？8、声测管埋设应注意哪些要点？9、为什么大直径灌注桩不宜选用塑料管做声测管？10、对于桩径小 0.6m 的灌注桩，声波透射法不适用，为什么？11 、某桩径为 0.8m 的灌注桩， 埋设 3 根声测管， 声测管在桩中的位 置， 根本等分桩的圆周。请问：声波透射法

2、检测时有没有“盲区？12、声波透射法测桩时，如何选择换能器的工作频率、发射电压、埋管数量、测点点距等技术参数？13、声波透射法有哪几种检测方法？简述不同方法的特点、用途。14、简述声波透射法检测前的准备工作。15、声波透射法检测中，要求声测管中应注满清水，请说明原因。如果是泥桨，有何影响？16、声波透射法测桩质量， 可用于判别混凝土缺陷的根本物理参量有 哪 些？说明其相关关系？17、常见缺陷在超声波测试信号中的特性有哪些？ 18、解释声波透射法的 PSD 判别法。19、检测管不平行时，如何判断缺陷及其位置？20、PSD 判据的优点是什么？21、PSD 判据的根本原理是什么？为什么要对斜率加权？

3、22、简要说明概率法存在哪些问题， 在哪些情况下可能导致误判或漏 判？ 如何解决？23、确定声速异常临界值判据中临界值的根本原理是什么？24 、灌注桩某处离析，造成粗骨大量堆积。声波、幅值有何变化？为什么？25、什么叫衰减？产生衰减的原因是什么？ 26、什么叫超声波声场？反映超声波声场特征的重要物理量有哪几个？什么叫声压、声强、声阻抗？27 、在同一根桩的检测中，不同剖面的检测，声波发射电压和仪器设 置 参数是否应保持不变？为什么？28、JGJ106-2003 标准要求不同的桩径需埋设不是数量的声测管，具体的要求是什么？29 、声波透视法检测中，发射和接收换能器以相同标高提升，每次提升间距为多

4、少？30、超声波法检测的适用范围是什么？31、声测管及耦合水的声时修正值计算公式是什么？ 32、声波检测 PSD 判据的计算公式是什么？34、超声波检测要求受检砼强度至少到达设计强度的百分之多少？35 、当一根桩有 6 根声测管时需检测几个剖面？36、超声波检测发射换能器的谐振频率一般为多少？37、声波透射法检测到可疑测点时，采用哪些检测方式进一步确认？38、声波检测当使用斜测法时， 两个换能器的中点连线与水平面的夹 角 不宜大于多少度？39、JGJ106-2003 标准中规定桩身完整性的检测方法有哪几种？答案1答：一是属于 桩身完整性 ，常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、 扩径、混凝土离析及桩顶

5、混凝土密实性较差等； 二是嵌岩桩或端承桩， 影响桩底支承条件的质量问题， 主要是灌注混凝土前清孔不彻底， 桩 底 沉渣 或虚土厚度超过规定极限，影响承载力的发挥。2 答：该方法一般 不受场地限制，测试精度高，在缺陷的判断 上 较其他方法更全面， 检测范围可覆盖全桩长的各个横截面 ，但由于 需 要预埋声测管，抽样的随机性差，且对桩身直径有一定的要求，检 测成 本也相对较高。3 答：当混凝土中存在缺陷时， 超声波声速、声幅、频率和波 形 诸参量都有反映。 首先是当混凝土内部存在缺陷时到达所需的 “声 时 比超声波在无缺陷的混凝土中直接传播时所需的“声时长，反映出超声波的声速减小。 其次是由于存在缺

6、陷时， 超声波在混凝土中 传 播时声能衰减加大， 接收信号的首波幅度下降。 第三是由于混凝土 存 在缺陷时， 高频成分比低频成分消失快， 接收信号的频率总是比通 过 相同测距的无缺陷混凝土接收到的频率低。 最后，由于超声波在缺 陷 界面上的复杂反射、折射，使声波传播的相位发生差异，叠加的结 果导 致接收信号的波形发生畸变。 据此即可对混凝土内部的质量情况 作出 判断。4 答：声波检测仪应符合以下要求：(1) 具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱 分 析功能；(2) 声时测量 分辨率优于或等于 0.5Us ，声波幅值测量相对 误差小 于 5%，系统 频带宽度为 1200kHz

7、，系统最大动态范围不小于 100dB ；(3) 声波发射脉冲宜为阶跃或矩形脉冲， 电压幅值为 200- 1000V 。 5答：声波发射与接收换能器应符合以下要求；(1) 圆柱状径向振动，沿径向无指向性；(2) 外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于 150mm;(3) 谐振频率宜为 30 50kHz;(4) 水密性满足 lMPa 水压不渗水。 6答：在测试时仪器所显示 的发射脉冲与接收信号之间的时间间 隔，并非声波通过试件的真正时间， 中间还有种种延迟： 电延迟，电 声转换，声延迟 。其中声延迟所占的 比例最大。径向换能器辐射面是 圆柱面， 应采用如下方法标定： 将发、 收换能器平行悬于

8、清水，逐次改变两换能器的间距， 并测定相应声时和两换能器的间距， 做假设干点 的 声时一间距线性回归曲线，就可求得系统延时。7答：(1) 声测管内径宜为 50 60mm 。(2) 声测管应下端封闭 、上端加盖，管内无异物；声测管连接处 应 光滑过渡， 管口应高出桩顶 l00mm 以上，且各声测管管口高度宜一 致。(3) 应采取适宜方法固定声测管，使之成桩后 相互平行 。(4) 声测管埋设数量应符合以下要求：D 800mm , 2根管；800mmD2000m ， m 不少于 4 根管 。 式中 D 为受检桩设计桩径。8答：(1) 声测管埋设数量应符合以下要求： 桩径不大于 0.8m 时应埋 2

9、根 管，桩径在 0.82.0m时应不少于 3根管，桩径大于 2.0m时应不 少 于 4 根管。(2) 声测管内径宜为 50 60mm 。声测管应下端封闭 、上端加盖， 管内无异物连接处应光滑过渡， 管口应高出桩顶 l00mm 以上 ，且各声 测管管口高度宜一致。(3) 应采取适宜方法固定声测管，使之沉桩后 相互平行9 答：塑料管的声阻抗较低 ，由于其声阻抗介于混凝土和水之间， 所以用它做声测管具有较大的透声率， 通常可用于较小的灌注桩。 在大 型灌注桩中使用应慎重， 因为大直径桩需灌注大量混凝土， 水泥的水 化热不宜发散， 鉴于塑料的热膨胀系数与混凝土的相差悬殊， 混凝土 凝结后塑料管因温度下

10、降而产生径向和纵向收缩， 有可能使之与混 凝 土局部脱开而造成空气或水的夹缝， 在声路径上增加了更多反射强 烈 的界面，容易造成误判。10. 答：当桩径较小时，由于 声波换能器与声测管的声耦合会引 起 较大的相对测试误差 ，故声波透射法只遥用于桩径大于 0. 6m 的灌注 桩。11. 答：三管测量的中心位置有一个盲区 ，但是中心位置产生缺 陷 的可能性最小，因此埋设 3 根声测管是可以满足检测要求的。12答：(1) 声波发射与接收换能器的谐振频率为2050kHz.(2) 发射电压越高，信号越强，测距越大 。(3) 声测管埋设数量应符合以下要求：D 800mm，埋设2根管；800mm 2000m

11、 , m 埋设 4 根管。式 中 D 为受检桩设计桩径。(4) 发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差 同步升降， 测点间距不应大于 250mm 。法对13. 答：现场的检测过程一般分两个步骤进行，首先是采用平测 全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常的测点。然后， 对声学 参数异常的测点采用加密测试、 斜测或扇形扫测等细测方法进 一步检 测， 这样一方面可以验证普查结果， 另一方面可以进一步确定 异常部 位的范围，为桩身完整性类别昀判定提供可靠依据。(l ) 平测普查(2) 斜测(3) 扇形扫测14 、答： (1) 受检桩混凝土强度至少到达设计强度的70% 或不小于 15MPa

12、方可进场检测；(2) 收集有关的施工资料、 设计资料， 填写任务委托单及现场原始 记 录表；(3) 翻开声测管塞子，向管内注满清水 (4) 采用一段直径略大于换能器的钢棒作疏通吊锤， 逐根检查声测 管 的畅通情况及实际深度；(5) 用钢卷尺测量声测管之间的净距离，声测管内径、外径，换能 器 直径，精确(6) 计算零声时， 采用时距法测试系统延时， 计算声测管及耦合水 层 声时修正值。15. 答：换能器耦合的目的一方面是使尽可能多的声波能量进入被 测 介质中，另一方面是使经介质传播的声波信号尽可能多地被测试系统接收，从而提高测试系统的工作效率和精度。混凝土灌注桩的声波检测一般采用水作为换能器与混

13、凝土的耦合 剂， 应保证声测管中不含悬浮物 ( 如泥浆、砂等 ) ，悬浮液中的固体 颗粒对 声波有较强的散射衰减，影响声幅的测试结果。16 、答： (1) 声时值：超声脉冲穿过缺陷或绕过缺陷时，声时值 增 大。(2) 波幅(或衰减 ) ：当波束穿过缺陷区时，反映为波幅降低。(3) 接收信号的频率：当超声脉冲穿过缺陷区时，接收信号 主频 下降。(4) 接收波形的畸变：接收波形产生畸变17 答复：(1 ) 沉渣 ：(2) 泥砂与水泥浆的混合物 ：(3) 混凝土离析 ：(4) 气泡密集的混凝土 ：(5) 层状缺陷 (断桩) ：(6) 声测管接头的影响 ：18. 答： PSD 判据，亦可称为“ 相领两

14、测点间声时的斜率和差值的乘 积判据。19. 答：PSD判据对缺陷十分敏感。同时又可排除声测管不平行 引起声时变化等非缺陷因素的影响。 但凡在判据值较大的地方， 均 作 为疑问区，作进一步的细测。20. 答：实践证明， PSD 判据对缺陷十分敏感，而对于因声测管 不平行或混凝土强度不均匀等原因所引起的声时变化，根本上没有反 映21. 答：根据桩身某一检测剖面各测点的实测声时， 测点高程 z(mm) ， 可得到一个以 z 为因变量为自变量的函数： f 。=， (z) 。当该 桩桩身 完好时， f(z) 应是连续可导函数，f(z)-z 图上各测点的斜率只能反映缺陷的有无，不能明显反映 缺陷 的大小

15、(声时差 ) ，因而用声时差对斜率加权。22 答：概率法存在的问题：(1) 在统计计算有无缺陷的临界值时，完全按照低测值点可能出现的概率来计算，没有考虑误判概率和漏判概率。(2) 概率法的根本前提是桩身混凝土的声速服从正态分布，严格地说混凝土强度服从正态分布， 其声速不服从正态分布， 虽然强度与声 速 具有相关性，但这种相关性多为幂函数型，是非线性的。(3) 当有声速“大值异常时，“异常大值向大值方向偏离正态 分布。在运用数理统计方法计算声速临界值时， 没有剔除“异常大值， 而“异常大值参与统计计算将影响声速临界值的取值。概率法本质上说是一种相比照拟法， 它考察的只是某测点声速与 所 有测点声

16、速平均值的偏离程度， 在使用时， 没有与声速的绝对值相 联 系，可能会导致误判或漏判：(1) 如果混凝土灌注桩实测声速普遍偏低 ( 低于混凝土声速的正 常 取值) ，但离散度小，采用概率法是无法找到异常测点的，这样将 导致 漏判。(2) 有的工程，为了抢进度，采用比桩身混凝土设计强度高12个等级的混凝土进行灌注， 虽然桩身混凝土声速有较大的离散性， 可 能 出现异常测点， 但即使是声速最低的测点也在混凝土声速的正常取 值 范围内不应判为桩身缺陷。而用概率法判据，可能视其为桩身缺陷，造成误判。鉴于上述原因，在标准中增加了低限值异常判据。一方面，当检测剖面 n 个测点的声速值普遍偏低且离散性很小时

17、，宜采用声速低限 值判据。另一方面，当各测点声速离散较大，用概率法判据判断存在 异常 测点， 但异常点的声速在混凝土声速的正常取值范围内时， 不应 判为 桩身缺陷。使用低限值异常判据应注意： 当桩身混凝土龄期不够， 提前检测 时， 应注意低限值的合理取值。应该在混凝土到达龄期后，对各类完 整性等 级的桩抽取假设干根进行复检， 考察声速随龄期增长的情况， 否 那么低限 值判据没有实际意义。23. 答：在 n 次测量所得数据中， 去掉五个较小值， 得到容量为 (n-k) 的样本，取异常测点数据不可能出现数为 1，那么对于标准正态 分布假设， 可得异常点数据不可能出现的在标准正态分布表可得到与 不同

18、的相对 应的刈直。 每次去掉样本中的最小数据， 计算剩余数据的 平均值、标 准差，由表查得对应的 A值。计算异常判断值并将样本中当时的最小值与之比较。 当仍为异常值时， 继续去掉最小值噩复计算 和比较，直至 剩余数据中不存在异常值为止。 那么为异常判断的临界值。24、答：在粗骨料多的地方， 由于粗骨料多， 而粗骨料本身波速 高， 往往造成这些部位声速值并不低， 有时反而有所提高。 但由于粗 骨料多， 声学界面多，对声波的反射、 散射加剧，接收信号减弱， 于 是波幅下降。25. 答：超声波在介质中传播时，随着距离的增加，能量逐渐减 小 的现象叫作超声波的衰减。超声波衰减的原因主要有三个：(l) 扩散衰减：(2) 散射衰减：(3) 黏滞衰减：26. 答：充满超声波的空间，或者说传播超声波的空间范围叫作 超 声波声场。声压、声强、声阻抗是反映超声波声场特征的三个重要 物理 量， 称为超声波声场的特征量。 超声波声场中某一点在某一瞬间 所具 有的压强与没有超声波存在时同一点的静态压强之差，称为卢 压。单位 时间内穿过