土木工程材料原理与方法12-无损检测方法简介共振法、超声法-2010

1、土木工程材料试验原理与方法(设计)东南大学材料学院庞超明Email: 办公电话：52090638 手机木工程材料试验原理与方法2一杯子，一辈子一杯子，一辈子. . . . 如果人生是杯水，那自如果人生是杯水，那自己的人生是什么？己的人生是什么？是如红茶般醇厚，还是是如红茶般醇厚，还是如绿茶般清香；如绿茶般清香；是如白酒的浓烈，还是是如白酒的浓烈，还是如咖啡的香醇；如咖啡的香醇；抑或只是白开水，没有抑或只是白开水，没有色彩，平淡无奇？色彩，平淡无奇？无损检测法无损检测法表面硬度法表面硬度法一一测试方法、体系测试方法、体系二二无损检测原因、定义、特点无损检测原因、定义、特

2、点三三表面硬度法表面硬度法l回弹法回弹法重点重点l贯入阻力法贯入阻力法l拔出法拔出法土木工程材料试验原理与方法3测试方法：有损、无损检测测试方法：有损、无损检测宏观、细观宏观、细观( (介观介观) )、微观、微观、纳观、纳观 (Macro, (Macro, mesomeso and micro and micro、nanonano) )无损检测：不影响结构或构件使用功能，以无损检测：不影响结构或构件使用功能，以电子学、物理学为基础，直接测定某些适当电子学、物理学为基础，直接测定某些适当的物理量，并通过预先建立的相关性，推定的物理量，并通过预先建立的相关性，推定强度、均匀性、连续性、密实度、缺陷

3、、裂强度、均匀性、连续性、密实度、缺陷、裂缝等性能和性能变化过程测试方法。缝等性能和性能变化过程测试方法。土木工程材料试验原理与方法4建建筑材料筑材料一一回弹法：重点，详细介绍原理、影响因素、回弹法：重点，详细介绍原理、影响因素、曲线形式、方法等曲线形式、方法等二二贯入阻力法：射入法、气压射钉枪贯入阻力法：射入法、气压射钉枪三三拔出法：预埋、后装拔出法：预埋、后装金属材料：金属材料：一一硬度：抵抗局部塑性变形的能力硬度：抵抗局部塑性变形的能力刻划法刻划法、弹性回跳法、弹性回跳法、 压入法压入法二二压入法压入法-布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。土木工程材料试验原理与

4、方法5超声法：重点超声法：重点一一 原理、方法、定义原理、方法、定义二二 声波的衰减声波的衰减三三 分贝分贝四四 混凝土中的超声波特征混凝土中的超声波特征五五 参数参数六六 影响因素影响因素七七 测强测试方法测强测试方法综合法综合法土木工程材料试验原理与方法6土木工程材料试验原理与方法超声脉冲波速与材料的弹性性质有关超声脉冲波速与材料的弹性性质有关测定传播时间和脉冲在砼中的衰减值，探测测定传播时间和脉冲在砼中的衰减值，探测砼中的缺陷、裂缝、动弹模及强度。砼中的缺陷、裂缝、动弹模及强度。波通过破损以最短距离传递，砼越密实，传波通过破损以最短距离传递，砼越密实，传播速度越快。播速度越快。定性判断砼

5、强度。定性判断砼强度。广泛应用广泛应用砼性能、金属材料的超声探伤砼性能、金属材料的超声探伤等。等。7土木工程材料试验原理与方法定义：采用定义：采用能量转换能量转换的方法，运用的方法，运用电能转换电能转换为超声为超声能量，即产生超声波，当超声波在材能量，即产生超声波，当超声波在材料中传播后，将其放大处理后又转换为电能料中传播后，将其放大处理后又转换为电能，用来测试材料性能的一种测试方法。，用来测试材料性能的一种测试方法。超声波超声波: :频率频率2210104 4HzHz的一种弹性介质的机的一种弹性介质的机械波，是声波的一种。械波，是声波的一种。参数：声压、声强和声阻抗参数：声压、声强和声阻抗8

6、土木工程材料试验原理与方法衰减：声波在介质传播过程中其振幅将随传衰减：声波在介质传播过程中其振幅将随传播距离的增大而逐渐减小的现象。播距离的增大而逐渐减小的现象。声波衰减的大小取决：声波衰减的大小取决：一一超声波频率及其传播距离，超声波频率及其传播距离，二二被测材料的内部结构及性能。被测材料的内部结构及性能。固体材料中三个原因：固体材料中三个原因：一一吸收衰减吸收衰减二二散射衰减散射衰减三三扩散衰减扩散衰减9土木工程材料试验原理与方法是由于是由于介质的粘滞性介质的粘滞性而造成质点之间的内摩而造成质点之间的内摩擦，使部分声能转变为热能，同时由于介质擦，使部分声能转变为热能，同时由于介质的热传导，

7、的热传导，介质的稠密和稀疏部分介质的稠密和稀疏部分之间进行之间进行热交换热交换，从而导致声能的，从而导致声能的损耗损耗。通常认为，。通常认为，吸收衰减系数吸收衰减系数a a与频率抛物线。与频率抛物线。10土木工程材料试验原理与方法是指当介质中是指当介质中存在颗粒结构存在颗粒结构时时( (如悬浮粒子如悬浮粒子、气泡、缺陷、掺杂物等、气泡、缺陷、掺杂物等) )而导致的声波的而导致的声波的衰减。衰减。通常，当颗粒尺寸远小于波长时，散射衰减通常，当颗粒尺寸远小于波长时，散射衰减系数系数s s 频率频率4 4次方；当尺寸与波长相近时次方；当尺寸与波长相近时， s s与频率与频率2 2次方。次方。吸收衰减

8、与散射衰减均取决于吸收衰减与散射衰减均取决于介质本身的性介质本身的性质质，衰减系数，衰减系数是两者的和，其与频率是两者的和，其与频率f f的的关系式可表达为关系式可表达为afafbfbf2 2cfcf4 411土木工程材料试验原理与方法因声波的扩散而引起的衰减因声波的扩散而引起的衰减l声波辐射器声波辐射器( (发射换能器发射换能器) )发出的超声波束都有发出的超声波束都有一定的扩散角，因波束的扩散，声波的能量逐一定的扩散角，因波束的扩散，声波的能量逐渐分散，使单位面积的能量随传播距离的增加渐分散，使单位面积的能量随传播距离的增加而减弱。而减弱。仅仅取决于声辐射器取决于声辐射器的扩散性能及波的几

9、何形的扩散性能及波的几何形状，而与传播介质无关。状，而与传播介质无关。l选取相同的测试距离，使扩散衰减成为一恒量选取相同的测试距离，使扩散衰减成为一恒量12土木工程材料试验原理与方法分贝分贝(dB)(dB)：声学、电学中，两个量纲相同的：声学、电学中，两个量纲相同的量的比。量的比。电流比，电压比，功率比，声压比，声强比等。电流比，电压比，功率比，声压比，声强比等。若若PP声压，声压，P P0 0基准声压，声压比基准声压，声压比p/pp/p0 0，无量纲比值，分贝数无量纲比值，分贝数20lg(p/p20lg(p/p0 0) (dB) (dB)。由于接受波的振幅由于接受波的振幅(A)(A)与接受换

10、能器的声压与接受换能器的声压幅值成正比，声压也可用幅值比。分贝数幅值成正比，声压也可用幅值比。分贝数20lg(A/A20lg(A/A0 0) (dB) (dB)。13土木工程材料试验原理与方法声强声强(J)(J)与声压与声压(P)(P)，功率，功率(W)(W)与电流或电流与电流或电流的平方成正比，故声强的平方成正比，故声强(J/J(J/J0 0) )或功率比或功率比(W/W(W/W0 0) ) ：分贝数：分贝数10lg(J/J10lg(J/J0 0) (dB) (dB)。一一分贝数为正分贝数为正增益或放大；增益或放大；二二分贝数为负分贝数为负表示衰减。表示衰减。计算方便，如某超声仪第一级放大计

11、算方便，如某超声仪第一级放大1010倍，二倍，二级放大级放大100100倍，三级也放大倍，三级也放大100100倍，则总放大倍，则总放大倍 数 为倍 数 为 1 01 0 1 0 01 0 0 1 0 01 0 0 ， 若 用 分 贝， 若 用 分 贝20(dB)+40(dB)+ 40(dB)=100(dB)20(dB)+40(dB)+ 40(dB)=100(dB)14土木工程材料试验原理与方法重复间断发射，非持续、一定频率重复间断发射，非持续、一定频率(100Hz(100Hz或或50Hz)50Hz)间断发射。间断发射。脉冲超声波不具有单一频率，而是由许多不同脉冲超声波不具有单一频率，而是由许

12、多不同频率的余弦波组成的复频波，有固定主频率。频率的余弦波组成的复频波，有固定主频率。频散现象：不同频率的余弦波在媒质中传播时频散现象：不同频率的余弦波在媒质中传播时，波速不同，波形将随距离的增大而发生畸变，波速不同，波形将随距离的增大而发生畸变：脉冲开始部分的频率比后面的频率要高，越：脉冲开始部分的频率比后面的频率要高，越来越平、宽。来越平、宽。频漂：频率越高，衰减越大，引起主频率向低频漂：频率越高，衰减越大，引起主频率向低频侧的漂移频侧的漂移152022-3-4纵波换能器有平面换能器纵波换能器有平面换能器( (声辐射面是平面声辐射面是平面) )和径向换能器和径向换能器( (声辐射面是曲面声

13、辐射面是曲面) )。一一平面换能器使用于一般的构件的表面的对测平面换能器使用于一般的构件的表面的对测和平测，是必备的换能器。和平测，是必备的换能器。二二径向换能器则用在需钻孔检测、灌注桩声测径向换能器则用在需钻孔检测、灌注桩声测管中检测、水下检测等。管中检测、水下检测等。2022-3-4由于衰减较大，一般使用由于衰减较大，一般使用200kHz200kHz以下低频超声波。频以下低频超声波。频率选择主要取决于两个因素：结构或试件的尺寸和被率选择主要取决于两个因素：结构或试件的尺寸和被测砼对超声波的衰减情况。测砼对超声波的衰减情况。结构尺寸包括穿透距离和构件的横截面尺寸。结构尺寸包括穿透距离和构件的

14、横截面尺寸。1.1.测距越大，超声波衰减也越大，接受波振幅也越小。测距越大，超声波衰减也越大，接受波振幅也越小。接受波应具有一定的幅值接受波应具有一定的幅值2.2.对于大构件，使用低频超声波，当测距达对于大构件，使用低频超声波，当测距达10m10m以上时，以上时，通常使用通常使用20kHz20kHz或以下频率的换能器或以下频率的换能器3.3.当测距较小时，为保证测度精确以及对内部缺陷和裂当测距较小时，为保证测度精确以及对内部缺陷和裂缝具有较高的分辨力，则尽量使用较高频率。缝具有较高的分辨力，则尽量使用较高频率。2022-3-4考虑超声波传播的边界条件。常说声速，是指超声波考虑超声波传播的边界条

15、件。常说声速，是指超声波在半无限大的介质中的传播速度，若横截面小到某种在半无限大的介质中的传播速度，若横截面小到某种尺寸时，声速将出现明显的频散现象，表观声速明显尺寸时，声速将出现明显的频散现象，表观声速明显降低。降低。通常认为，横截面的最小尺寸应大于超声波波长的两通常认为，横截面的最小尺寸应大于超声波波长的两倍以上。小截面尺寸的构件，较高频率。倍以上。小截面尺寸的构件，较高频率。频率不宜太高，否则被测体将呈明显的非均质性，不频率不宜太高，否则被测体将呈明显的非均质性，不利于反映总体性能。利于反映总体性能。砼质量差，强度低，接受信号很微弱，应选较低砼质量差，强度低，接受信号很微弱，应选较低频率

16、，以期获得足够的幅度频率，以期获得足够的幅度2022-3-4由于固体和空气的特性阻抗相差较悬殊，当超声波由由于固体和空气的特性阻抗相差较悬殊，当超声波由换能器传到空气的夹层时，超声能量绝大部分被反射换能器传到空气的夹层时，超声能量绝大部分被反射而难以进入砼中，因此需要在砼和空气中加入一层耦而难以进入砼中，因此需要在砼和空气中加入一层耦合剂，耦合剂一般是液体或者膏状，充填于砼和换能合剂，耦合剂一般是液体或者膏状，充填于砼和换能器之间，排掉空气，形成耦合层，虽然该耦合层的阻器之间，排掉空气，形成耦合层，虽然该耦合层的阻抗与砼相比仍然很小，可是却比空气大的多。抗与砼相比仍然很小，可是却比空气大的多。

17、耦合剂一般采用廉价的黄油、凡士林和石膏浆等。也耦合剂一般采用廉价的黄油、凡士林和石膏浆等。也可用浆糊，但是浆糊是由悬浮液浓缩的，对声波的衰可用浆糊，但是浆糊是由悬浮液浓缩的，对声波的衰减较大。减较大。当砼表面潮湿时，由于油和水的分离，声波的衰减较当砼表面潮湿时，由于油和水的分离，声波的衰减较大，用黄油做耦合剂的效果较差，应改用水溶性的膏大，用黄油做耦合剂的效果较差，应改用水溶性的膏状物做耦合剂。状物做耦合剂。2022-3-4主要有同步分频、发射、接收、扫描、示波主要有同步分频、发射、接收、扫描、示波，计时显示及电源、换能器等零部件。，计时显示及电源、换能器等零部件。换能器发射频率：换能器发射频

18、率：50kHZ50kHZ、100kHZ100kHZ、250kHZ250kHZ，测定时间有，测定时间有0.10.19999.9s9999.9s，测读精度为，测读精度为0.1s;0.1s;穿透距离根据所用换能器频率和砼强度等级穿透距离根据所用换能器频率和砼强度等级的不同而不同。的不同而不同。2022-3-4测量空气声速的方法来检验声时的准确性。测量空气声速的方法来检验声时的准确性。改变测距，测试一系列的间距与相应的声时，改变测距，测试一系列的间距与相应的声时，通过直线回归得出空气的声速通过直线回归得出空气的声速v va a。空气声速的准确计算公式：空气声速的准确计算公式：式中式中t t为空气温度为

19、空气温度()()0.5%0.5%，正常。，正常。)/(16.273145.331smtvn2022-3-41 1 声速声速声速即超声波在砼中的传播速度。砼的声速声速即超声波在砼中的传播速度。砼的声速与砼的弹塑性有关，也与砼的内部结构如孔与砼的弹塑性有关，也与砼的内部结构如孔隙、组成材料有关。一般说来，砼的弹性模隙、组成材料有关。一般说来，砼的弹性模量越高，密实程度越大，强度越高，其声速量越高，密实程度越大，强度越高，其声速也越高。若砼内部存在缺陷如空洞、蜂窝、也越高。若砼内部存在缺陷如空洞、蜂窝、裂缝等，则该处的砼声速较低。裂缝等，则该处的砼声速较低。2022-3-4接受波振幅通常指首波，即第

20、一个波前半周的幅值接受波振幅通常指首波，即第一个波前半周的幅值，接受波的振幅与接受换能器处被测介质超声声压，接受波的振幅与接受换能器处被测介质超声声压成正比，所以反映了接受到声波的强弱。成正比，所以反映了接受到声波的强弱。在发射波强度一定时，振幅值的大小反映了超声波在发射波强度一定时，振幅值的大小反映了超声波在砼中的衰减情况，而超声波的衰减情况又反映了在砼中的衰减情况，而超声波的衰减情况又反映了砼的粘塑性性能。砼的粘塑性性能。砼是弹塑性体，其强度不仅和弹性性能有关，也砼是弹塑性体，其强度不仅和弹性性能有关，也和其粘塑性性能有关，因此衰减的大小，即振幅高和其粘塑性性能有关，因此衰减的大小，即振幅

21、高低也能在一定程度上反映砼的强度。低也能在一定程度上反映砼的强度。2022-3-4超声波绕过裂缝和缺陷而传播，振幅也会明超声波绕过裂缝和缺陷而传播，振幅也会明显减小。显减小。振幅的大小还取决于仪器设备的性能、所处振幅的大小还取决于仪器设备的性能、所处的状态、耦合状况以及测距大小等，所以很的状态、耦合状况以及测距大小等，所以很难有统一的度量标准，故目前只是在同条件难有统一的度量标准，故目前只是在同条件( (同一仪器、同一状态和同一测距同一仪器、同一状态和同一测距) )下相对比下相对比较用。较用。2022-3-4高频成分首先被吸收和散射高频成分首先被吸收和散射传播越远，其包含的高频成分也越少，主频

22、传播越远，其包含的高频成分也越少，主频率也逐渐下降。率也逐渐下降。主频率的下降，还取决于砼本身的性质和内主频率的下降，还取决于砼本身的性质和内部的结构。部的结构。观察频率的变化可以判断砼质量和内部缺陷观察频率的变化可以判断砼质量和内部缺陷裂缝等。裂缝等。接受波主频率的绝对值大小同时还与仪器设接受波主频率的绝对值大小同时还与仪器设备、传播距离等有关，故也仅作为比较用。备、传播距离等有关，故也仅作为比较用。2022-3-4由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂由于超声波的绕射、反射和传播路径的复杂化，直达波，反射波和绕射波相继达到接受化，直达波，反射波和绕射波相继达到接受换能器，由于频率和相位的不

23、同，不同波的换能器，由于频率和相位的不同，不同波的叠加有时也会使波形发畸变。因此对波形的叠加有时也会使波形发畸变。因此对波形的分析，有助于判断砼的内部质量和缺陷的存分析，有助于判断砼的内部质量和缺陷的存在。鉴于波形的变化影响因素较多，故对波在。鉴于波形的变化影响因素较多，故对波形的研究只是作一般的观察和记录。形的研究只是作一般的观察和记录。2022-3-4由于超声纵波在砼中的传播速度和砼的弹性性质有较由于超声纵波在砼中的传播速度和砼的弹性性质有较好的相关性，而砼的弹性性质与力学强度存在内在联好的相关性，而砼的弹性性质与力学强度存在内在联系，从而可用超声法推定砼的强度。系，从而可用超声法推定砼的

24、强度。知道强度和波速之间的定量关系后，即可通过波速而知道强度和波速之间的定量关系后，即可通过波速而知道砼强度，一般强度知道砼强度，一般强度f f越高，波速越高，波速V V越大；越大；由于砼的非匀质性，由于砼的非匀质性，f fV V之间的关系一般不能确定，之间的关系一般不能确定，它与砼本身的技术条件有关，如水泥品种、水泥用量它与砼本身的技术条件有关，如水泥品种、水泥用量、W/CW/C、骨料品种、粒径、养护条件、含水率等有关，、骨料品种、粒径、养护条件、含水率等有关，必须先确定发必须先确定发f fV V曲线，然后再用于实际工程中的测曲线，然后再用于实际工程中的测定，并进行有关因素的修正，如钢筋、含

25、水率等对波定，并进行有关因素的修正，如钢筋、含水率等对波速的修正。速的修正。2022-3-41 1横向尺寸效应横向尺寸效应2 2温度和湿度温度和湿度3 3钢筋钢筋4 4粗骨料品种、粒径和含量粗骨料品种、粒径和含量5 5水灰比和水泥用量水灰比和水泥用量6 6龄期和养护方法龄期和养护方法7 7砼的缺陷和损伤砼的缺陷和损伤2022-3-4通常纵波声速指声波在无限大的介质中的传播速度，通常纵波声速指声波在无限大的介质中的传播速度，而随着构件横向尺寸的减小，纵波速度可能向杆、板而随着构件横向尺寸的减小，纵波速度可能向杆、板波的速度转变，即声速可能会变小。波的速度转变，即声速可能会变小。一一当横向尺寸当横

26、向尺寸d2(d2(为波长为波长) )时传播速度与大块体中时传播速度与大块体中纵波速度之相当；纵波速度之相当；二二当当d2d2，可使传播速度降低，可使传播速度降低2.52.53 3；三三当当0.2d0.2d时，传播速度变化较大，约降低时，传播速度变化较大，约降低6 67 7，在这个区间里测量时，估计强度地误差可能达到，在这个区间里测量时，估计强度地误差可能达到30304040；四四当当d0.2d0.2时，属于波在杆件中传播。时，属于波在杆件中传播。JonesJones等对不同等对不同测距、最小断面尺寸和换能器固有频率的选择见表测距、最小断面尺寸和换能器固有频率的选择见表6-46-4。2022-3

27、-4温度：温度：一一当环境温度为当环境温度为5 53030时，影响不大；时，影响不大；二二40406060时，脉冲速度约降低时，脉冲速度约降低5 5，可能由于砼内部的，可能由于砼内部的微裂缝增加；微裂缝增加；三三0 砂浆砂浆 水泥石水泥石超声脉冲在骨料中的传播速度快。骨料比例高达超声脉冲在骨料中的传播速度快。骨料比例高达7575左右。左右。砼的声速随骨料最大粒径、含量的增加而增加。砼的声速随骨料最大粒径、含量的增加而增加。实际上，砂率变化、集灰比的大小起主导作用。忽视实际上，砂率变化、集灰比的大小起主导作用。忽视集灰比的影响，采用声速直接估算砼的强度的误差很集灰比的影响，采用声速直接估算砼的强

28、度的误差很大。大。不同粗骨料品种的超声传播速度也不一样，如表不同粗骨料品种的超声传播速度也不一样，如表6-56-5所所示，一般石英岩示，一般石英岩 石灰岩石灰岩 玄武岩玄武岩 花岗岩花岗岩 陶粒。陶粒。2022-3-4实质：影响强度，密实度以及弹性性质实质：影响强度，密实度以及弹性性质水灰比降低，水泥用量提高，则相应的砼的水灰比降低，水泥用量提高，则相应的砼的强度、密实度以及弹性性质提高，超声脉冲强度、密实度以及弹性性质提高，超声脉冲的传播速度相应的加快。的传播速度相应的加快。2022-3-4在硬化早期或低强度的砼强度在硬化早期或低强度的砼强度f fcucu的增长小的增长小于声速于声速v v的

29、增长；的增长；随着硬化的进行，或对高强砼，砼强度随着硬化的进行，或对高强砼，砼强度f fcucu对声速对声速v v的比例迅速增大，甚至在砼强度达的比例迅速增大，甚至在砼强度达到一定值后，超声波的传播速度增长极慢。到一定值后，超声波的传播速度增长极慢。2022-3-4符合正态分布符合正态分布砼内部不应存在面向的缺陷和损伤。砼内部不应存在面向的缺陷和损伤。砼缺陷和损伤的超声参数参与强度的评定，砼缺陷和损伤的超声参数参与强度的评定，有可能使检测结果不真实。有可能使检测结果不真实。2022-3-4分为统一曲线、地区性曲线和校准曲线。测强曲线的建立与回弹法相似一选取有代表性的原材料，按最佳配比制作立方体

30、试件。混合料最好是在施工过程中随机抽样，也可采用符合工程的配料和工艺条件在实验室成型制作。二按7、14、28、60、90、180、365(d)等龄期制备试块，每一龄期由3到6个试块，每种强度等级的试块不少于30块。三声速测试，应取试块的侧面，采用对测方法，测点沿对角线布置，取3或5点，取试块的平均声时。2022-3-44 4 测试试块的抗压强度测试试块的抗压强度f fcucu。5 5回归分析，建立模型，并确定回归效果回归分析，建立模型，并确定回归效果和误差范围。常用的砼测强曲线和误差范围。常用的砼测强曲线f-Vf-V的关系的关系曲线有如下三种形式：曲线有如下三种形式： ( (二次函数二次函数)

31、 ) ( (指数函数指数函数) ) ( (幂函数幂函数) )2cvbvafcubvcuaefbcuavf2022-3-4测强精度受很多因素的影响，适应范围有限测强精度受很多因素的影响，适应范围有限修正修正还可以采用水泥净浆或水泥砂浆声速换算法，以便消还可以采用水泥净浆或水泥砂浆声速换算法，以便消除骨料的影响，扩大适用范围，提高测试精度。除骨料的影响，扩大适用范围，提高测试精度。声速换算法就是将原来砼测得的声速，通过砼中粗细声速换算法就是将原来砼测得的声速，通过砼中粗细骨料和水泥净浆所占的体积分数的关系，换算为该砼骨料和水泥净浆所占的体积分数的关系，换算为该砼中相应的水泥石和水泥砂浆的声速。再根

32、据换算后得中相应的水泥石和水泥砂浆的声速。再根据换算后得到的水泥净浆或水泥砂浆的声速来推算砼的强度。到的水泥净浆或水泥砂浆的声速来推算砼的强度。2022-3-4两个砼强度两个砼强度f fcucuv v换算关系式：换算关系式：一一普通硅酸盐水泥、控制拌合物坍落度为普通硅酸盐水泥、控制拌合物坍落度为70mm70mm以上的砼以上的砼f fcucuc c0.637v0.637v3.043.04，该公式计算值与实，该公式计算值与实测值的平均相对误差为测值的平均相对误差为10.2310.23；二二矿渣硅酸盐水泥、控制拌合物坍落度为矿渣硅酸盐水泥、控制拌合物坍落度为70mm70mm以上的砼以上的砼f fcu

33、cuc c0.218v0.218v3.643.64，该公式计算值与实，该公式计算值与实测值的平均相对误差为测值的平均相对误差为10.3510.35。2022-3-4陕西省建科院：强度和砂浆换算声速的回归陕西省建科院：强度和砂浆换算声速的回归方程方程r=0.91r=0.91，相对误差为，相对误差为15.49%15.49%。88. 2958. 0mccuvf2022-3-4对砼柱、梁和剪力墙等构件可以进行超声波对砼柱、梁和剪力墙等构件可以进行超声波的对测，但是对于有些构件，如挡土墙、地的对测，但是对于有些构件，如挡土墙、地下室外墙、楼板等，无法提供对测面，只能下室外墙、楼板等，无法提供对测面，只能

34、采用平测法或角测法的方法，此时可将超声采用平测法或角测法的方法，此时可将超声波声速修正成对测声速，然后进行计算。波声速修正成对测声速，然后进行计算。2022-3-4将收、发换能器放在同一测试面上。将收、发换能器放在同一测试面上。因构件一般都是正交排列钢筋，需注意的是收、发换因构件一般都是正交排列钢筋，需注意的是收、发换能器的通路连线与钢筋排列方向垂直或具有一定的角能器的通路连线与钢筋排列方向垂直或具有一定的角度，以减少对超声波传播的影响。度，以减少对超声波传播的影响。一般单面平测声速比对测声速要慢，如表面光洁、平一般单面平测声速比对测声速要慢，如表面光洁、平整、未受任何破坏，则整、未受任何破坏

35、，则 1.001.001.031.03；如果表面粗；如果表面粗糙、疏松，则糙、疏松，则1.041.041.101.10；采用变动测距；采用变动测距L(200L(200，300300，400400) )求出平测时基本稳定的声速，然后求出平测时基本稳定的声速，然后计算计算v v对对/v/v平平比值，最后修正平测声速。比值，最后修正平测声速。平对vv2022-3-4就是将收、发换能器放在相邻的测试面上进就是将收、发换能器放在相邻的测试面上进行测试。行测试。宜布置成等腰三角性，注意箍筋宜布置成等腰三角性，注意箍筋变动测距变动测距L L（斜边）长度，计算（斜边）长度，计算v v对对/v/v角角比值比值，

36、最后修正角测声速。，最后修正角测声速。2022-3-4综合法是指采用超声仪和回弹仪，在混凝土中同一测综合法是指采用超声仪和回弹仪，在混凝土中同一测区分别测量声速值区分别测量声速值vivi及回弹值及回弹值NiNi，然后通过测得公式，然后通过测得公式或表格推算该测混凝土的强度值或表格推算该测混凝土的强度值RiRi的一种测试方法。的一种测试方法。综合法的特点：综合法的特点：一一1 1减少龄期和含水率的影响。减少龄期和含水率的影响。湿度高，超声速度偏高，而回弹值偏低。龄期长，超声速湿度高，超声速度偏高，而回弹值偏低。龄期长，超声速度的增长率下降，强度小，碳化深度提高，回弹值高度的增长率下降，强度小，碳

37、化深度提高，回弹值高，强度大，因此采用超声，强度大，因此采用超声回弹法可以部分的减少龄回弹法可以部分的减少龄期和含水率的影响。期和含水率的影响。一一2 2弥补相互不足，提高测试精度弥补相互不足，提高测试精度一个物理参数只能从一方面，在一定范围内反映性能，超一个物理参数只能从一方面，在一定范围内反映性能，超过一定范围，它可能就不敏感甚至不起作用。过一定范围，它可能就不敏感甚至不起作用。2022-3-4超声法与回弹法是反映不同方面的混凝土性能。超声法与回弹法是反映不同方面的混凝土性能。一一回弹法根据表面硬度回弹值，以表层砂浆的弹性性能回弹法根据表面硬度回弹值，以表层砂浆的弹性性能来推算，反映混凝土

38、表层来推算，反映混凝土表层2 23 3深度的强度，当强度深度的强度，当强度较低，塑性变形比较大，且当构件截面尺寸和内外质较低，塑性变形比较大，且当构件截面尺寸和内外质量差异较大时，很难反应构件的实际情况。量差异较大时，很难反应构件的实际情况。二二超声法以整个断面的动弹性来反映内部密实度和弹性超声法以整个断面的动弹性来反映内部密实度和弹性性质。当混凝土强度较高的时，弹性指标变化幅度小性质。当混凝土强度较高的时，弹性指标变化幅度小，相应声速随强度变化的幅度也不大，微小变化往往，相应声速随强度变化的幅度也不大，微小变化往往被测试误差所掩盖。被测试误差所掩盖。由于综合法内外结合，在较低和较高强度区间相互弥由于综合法内