Page 90 - 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 11 不同测试方向的超声横波三维检测结果
与内部钢筋走向垂直时，聚焦效应最显著，图中垂向
钢筋成像清晰；当测试方向与内部钢筋走向平行时，
聚焦效应最弱，测试原点在（x 1 ， y 1 ）、（x 2 ， y 2 ）处的两
种测试方式，与测试方向平行的钢筋均无明显反应。
当测试原点在（x 3 ， y 3 ）处时，测试方向与内部钢筋走
向呈斜交关系，由图11（c）可以看出，虽然B扫描图
中能识别出钢筋，但是在三维结果图中，受成像算法
影响，同一根钢筋的信号连续性较差，较难判断钢筋
的分布情况。

3 应用案例

3.1 案例一
预埋管试件实物如图 12 所示，其结构尺寸为
4. 6 m×0. 6 m×0. 4 m（长×宽×高），预埋 3 层空
管，其中上下两层钢管直径为55 mm，埋深为50 mm
（距上下两侧）；中间层PVC管道直径为110 mm，从
图 13 预埋三层管道结构的 C 扫描结果
左至右埋深依次为145，130，175，150 mm。

图 12 预埋管试件实物 图 14 方形截面钢管混凝土实物

3层管道及结构底板对应深度的C扫描结果如 截面尺寸为150 mm×150 mm（长×宽），钢管壁厚
图13所示。由图13（a）可以看出首层管道反射信号 为3 mm。
较强，对管道的平面位置、埋深及尺寸都有较高的检 因钢管混凝土结构厚度小，检测精度要求高，方
测精度；图13（b），（c）能清晰反映中间层管道，平面 形截面钢管混凝土B扫描结果如图15所示，发射频
位置、埋深的检测精度也较高；图13（d）对应第三层 率f分别为50 kHz和100 kHz。由图15（a）可知图像
管道深度，管道的反射信号较弱；图13（e）结构底板 底界面反射信号较弱，厚度（161 mm）检测也存在较
中间部分反射信号较弱，这是因为该区域开展过载 大偏差；由图15（b）可知图像底界面反射信号强，厚
荷试验，分布了竖向细小裂纹，降低了结构强度，超 度（154 mm）检测精度高。除厚度检测精度的差异，
声波信号能量损失较多。 在结构内部细节展现方面，100 kHz结果图也明显优
3.2 案例二 于50 kHz结果图，可以判识脱黏和不密实等病害，
方形截面钢管混凝土实物如图14所示，其结构 1 100 mm处截面脱黏缺陷的验证结果如图16所示。

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2024 年 第 46 卷 第 12 期
无损检测