Page 74 - 无损检测2022年第七期

李学聪,等:
基于 Cscan技术的 LNG 储罐基坑混凝土密实性检测

( τ 为斜率; 为截距; ω 为角频率; v 为波速)。前两
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种技术是线性滤波技术, 功能类似, 都是根据视速度
差异滤除直达波、 面波等具有线性走时特征的信号
干扰。双曲 Radon滤波技术功能更加强大, 除了能
滤除线性走时的干扰波, 还可以滤除多次波, 是常用
的滤波方法。利用双曲 Radon变换, 将时间 - 空间域
原始信号转变成时间 - 波速域数据, 再根据混凝土波

速确定滤波参数( 一般大于2000m · s ), 最后进行
-1
双曲滤波。现场采集混凝土内反射波 / 散射波的原
始信号及双曲滤波后的信号如图 5 , 6 所示。

图 7 混凝土构件的二维波速扫描结果界面
常体的空间图像, 展现混凝土内的界面位置与异常
体形态。

4 工程解释要点

Cscan技术得到的结果是空间域的偏移图像与
波速图像。偏移图像是对混凝土构件内部不均匀性
图 5 混凝土内反射波 / 散射波的原始信号
界面的弹性波阻抗差异大小的成像。偏移图像的工
程解释遵循如下原则。

( 1 )偏移图像内的红蓝条纹表示混凝土内存在
波阻抗差异界面。条纹数量少, 表示结构均匀, 条纹
多表示结构均匀性差。条纹的位置就是混凝土内界
面的位置, 条纹颜色越深, 表示波阻抗差异越大。

( 2 )红色条纹表示正反射, 说明相比于界面上
部介质, 下部介质的波阻抗高, 波速大, 密实性好, 弹
性模量高, 刚性强。

( 3 )蓝色条纹表示负反射, 说明对应界面下部
图 6 原始信号双曲滤波后的信号 介质相比于上部介质, 其波阻抗低, 波速低, 密实性
差, 弹性模量低, 刚性弱。
3.3 速度扫描技术
( 4 )组合的蓝红条纹表示条纹部位混凝土不均
对滤波后的数据进行速度扫描, 反演出激发点
匀、 欠密实。
下方混凝土的波速分布, 重建混凝土构件内的波速
波速图像主要反应介质的物理力学性状, 波速
分布。混凝土构件的二维波速扫描结果界面如图 7
高的混凝土坚硬, 承载力大; 波速低的混凝土松软,
所示, 极值点能量强表示存在强反射 / 散射界面。黑
承载力小。判断混凝土是否存在空洞、 不密实、 裂缝
色极值点( 图中十字所标注的点) 表示弹性波阻抗差
带等缺陷的主要依据是低波速异常。混凝土纵波波
为正, 即极值点所在界面为增速界面, 反之为减速界 速与混凝土的标号存在正相关关系。检测结果的工
面。极值点的选择方式为自动 + 交互( 算法自动拾 程解释以偏移图像为主, 以波速图像为辅, 一般情况
取与手动选点结合)。 下两者得出的结论是一致的, 可以互相验证。
3.4 偏移成像技术
5 现场应用及验证
采用合成孔径成像技术, 使用相关域内的观测
数据与二维波速扫描给出的偏移速度, 重建地质异 对某下沉式 LNG 储罐基坑进行混凝土密实性检
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2022 年 第 44 卷 第 7 期
无损检测