Page 87 - 无损检测2024年第十二期

陈承申，等：

超声横波三维成像技术在混凝土结构检测中的应用

图 4 模块局部配筋图 图 5 测区横波速度等值线分布
下测定构件速度比较困难，通过标准试件测定的数 值比实际厚度小；当预设速度大于实际速度时，厚度
值也存在以偏概全的情况，同时设备在每个测点自 检测值比实际厚度大；当预设速度偏大时，检测结果
动计算得到的波速值受结构表面条件的影响较大， 相对偏差更大。当结构整体质量较好时，自动计算速
如果表面风化严重，测定的数值往往偏低。文章通 度（平均3 190 m · s ）与实际速度最接近，检测结果
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过给定的不同波速值检测构件，总结波速对检测结 差值最小。当速度设定值偏差较大时，除了检测厚度
果的影响规律。 存在偏差，结构内部分辨率也会降低，钢筋的聚焦效应
笔者统计了设备在每个测点自动计算获取的波 很差，该速度下的超声横波剖面图如图6（a）所示。
速值（以50 kHz中心频率为例），所得测区波速等值 鉴于横波速度对检测深度上的影响较大，被测
线分布如图5所示，可见，测区范围横波速度值V 为 结构的横波波速的获取就显得尤为重要。文章通过
s
2 990~3 330 m · s ，平均值V 为3 190 m · s 。 两种方式获取测试范围的横波波速，一种是利用超
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−1
s
分别预设模块横波速度为2 000，2 500，2 700， 声横波三维成像仪测试计算，另一种是通过测试网
2 900，3 200，3 500，4 000 m · s −1 开展测试，设置水 格节点处纵波波速值，利用纵横波转换公式计算横
平网格间隔为0. 2 m，垂直网格间隔为0. 1 m。得到 波波速。其中直接测试横波速度较困难且成本较高，
的不同预设速度下的超声横波剖面图如图6所示。 不如纵波速度获取容易，所以可通过研究纵、横波速
笔者统计出了在不同预设速度下结构模块的厚度 度的转换关系获取横波速度。利用超声横波三维成
检测值与实际厚度值的差值，其结果如表1所示。由 像仪测试计算的横波波速如图5所示，可见其平均值
表1可以看出，当预设速度小于实际速度时，厚度检测 为3 190 m · s 。笔者利用超声纵波速度测试仪测
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图 6 不同预设速度下的超声横波剖面图
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2024 年 第 46 卷 第 12 期
无损检测