冲击回波法原理-韩锋.doc

冲击回波法原理-韩锋.doc冲击回波法实验报告一工程概况北京铁路某段隧道二次衬砌混凝土厚度采用冲击-回波法实验检测,该隧道结构为一次喷护30cm厚混凝土和二次模注20cm厚混凝土复合衬砌形式,两次混凝土之间有一柔性防水层。用冲击一回波法来检测该隧道二次衬砌混凝土厚度。二实验依据混凝土无损检测技术手册铁路隧道工程质量检验评定标准;三实验目的和适用范围冲击-回波法是一种新的无损检测方法,用来测量结构混凝土厚度。根据频谱图中最高峰值处的频率值来计算被测结构混凝土厚度,特别适合于单面结构,隧道衬砌、大坝等结构的检测。四实验仪器冲击回波测试系统一般由冲击器(为可更换系列)、接收器、采样分析系统(主机、可与计算机连接)等组成。实验采用同济大学自制U-Sonic型超声检测仪,该仪器具有数据波形采集、、宽带换能器、加速度计、信号采集系统(A/D)和微机等(图4).[I•如竹ic卜■*]仁TratwiitleT冲击回波法采集数据过程采用的传感器是YD系列压电式加速度计(电荷灵敏度:/(m#s-2);频率范围:0~20kHz),它具有工作频带宽、体积小、质量轻、安装方便等特点,:仪器的检查试测,避免仪器损坏,实验进行不畅通或结果不准确。测点准备:测点选择及表面处理,表面无裂缝,被测点表面用砂轮将周围打磨。六测试步骤1冲击源冲击源应满足以下要求:冲击接触时间必须是瞬态的,冲击力有一定的能量能够激振起结构厚度的应力反射波;③避免干扰振动信号混入,特别是与反射回波相近的频率成分。2信号接收冲击源冲击混凝土表面产生的振动由压缩波(P波)、剪切波(S波)和瑞利波(R波)组成。瑞利波沿表面传播;压缩波、剪切波则向试体内传播,当遇到试体与其他介质的界面时反射,并在表面与界面之间形成多次反射。冲击回波试验接收的主要是压缩波的反射回波信号。3信号采集、处理、分析冲击回波信号经过A/D(模/数)转换后并被采集、存储下来,A/D的采样频率根据测试的厚度、精度来确定,采样频率范围多采用100〜500kHz。计算机对所采集的信号进行滤波、平滑、快速傅里叶变换(FFT)等处理后,将回波信号的频率幅值谱显示出来。由于厚度回波在信号中占主要成分,因此厚度频率幅值峰在频谱图中较为突出。混凝土厚度即可根据其回波频率f及应力波速度C计算得到。当需要更加精确的数据时,还可通过频率细化处理提高测量精度。4应力波速度测试通过超声仪测量混凝土的声波速度,,估算结构混凝土应力波速度值;七、实验数据处理分析在靠近冲击点出,所接收的反射波。其传播路径大致是混凝土厚度(T)的2倍,其周期等于传播路径(2T)除以波在混凝土中的传播速度速(C)。TT周期=丝C频率是周期的倒数,故频谱图上与厚度相应的频率f为:C2T经频谱图分析得出峰值频率f后,用超声法测得 丿用超声平测法测得超声波速为4200m/s,,4200m/=,比较接近设计厚度八 现场常见问题判断及处理1) 表面未处理一般路面施工都有一道〃拉毛〃工序,此道