混凝土結構無損檢測彈性波CT技術與應用案例分析

彈性波CT技術
彈性波CT技術基于沖擊彈性波發(fā)展而來，是利用彈性波穿透被測試物體，由于不同介質中同一種彈性波的傳播速度存在差異，通過分析接收到的波速分布圖像來反映結構內部狀態(tài)的一種無損檢測方法。
 
由于其良好的可視化效果，可以根據(jù)混凝土結構中缺陷的情況提供直觀、高分辨率的檢測圖像，彈性波二維斷面計算機層析掃描成像（CT）技術在混凝土缺陷檢測中得到了廣泛應用。
 
彈性波CT技術的測線源為彈性波（P波），每個激振點可以形成多條彈性波射線，彈性波在穿透介質時，波速的快慢與介質的完整性、密度、彈性模量和剪切模量等因素有關，在混凝土結構無損檢測應用中，被檢測對象密度越大、強度越高、完整性越好，則彈性波傳到速度就越快，衰減越小；如果被檢測對象破碎疏松、振搗不密實、強度較低，則彈性波不僅傳導波速會低，還衰減很快。
 
測試過程中，經(jīng)過逐點掃描被檢測區(qū)域，彈性波在缺陷界面產生散射和衰減，可根據(jù)波幅變化的程度判斷缺陷的性質和范圍；彈性波中各頻率成份在缺陷界面衰減程度不同，接收信號的頻率明顯降低，可根據(jù)接收信號主頻或頻率譜的變化分析判別缺陷情況。
 


 
應用實例
在進行檢測時，由于施工振搗問題，零號塊橫隔板混凝土拆模后表面可見明顯骨料外露、松散缺陷。現(xiàn)場檢測人員將表面松散混凝土鑿除后，采用彈性波二維斷面計算機層析掃描成像（CT）技術對橫隔板內部混凝土質量進行檢測。經(jīng)科學細致的檢測，通過對色譜圖的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)內部混凝土疑似存在大面積不密實情況。
 
為了進一步對結果進行驗證，以確保檢測結果的準確性，現(xiàn)場使用取芯機對橫隔板進行鉆孔檢查混凝土內部質量，芯樣及鉆孔內部混凝土呈明顯蜂窩現(xiàn)象。檢測結果為項目施工提供了科學依據(jù)，施工單位隨后根據(jù)相關技術規(guī)范對橫隔板采取注漿修補措施。修補后再次對相同區(qū)域進行檢測，結果顯示注漿修補處理結果良好。
 


 
在另一檢測項目中，檢測對象同樣為某鐵路特大橋零號塊，根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行測點布置，分別在測試部位距離底板底面30cm、60cm、90cm、120cm、150cm、180cm、210cm處布置7個檢測斷面，每個檢測斷面布置8個測點，測點間距為30cm，測試寬度為210cm，測試長度800cm，測點布置如圖：
 


 
通過對每層檢測結果進行分析，檢測范圍內混凝土的質量整體性較好，未發(fā)現(xiàn)明顯不均勻（缺陷）現(xiàn)象。
 


注意事項
1、彈性波在混凝土中的波速會受到分布鋼筋的影響，鋼筋密集區(qū)域的波速會比純混凝土的波速高，在有必要時，需要使用波速修正規(guī)避鋼筋對檢測結果帶來的影響。
2、應確保檢測時混凝土已達到規(guī)定齡期，防止因混凝土齡期不足導致波速和強度下降，難以做出準確判斷。