CN101071125A - 一种无损检测喷射混凝土强度的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种无损检测喷射混凝土强度的方法。它是在混凝土表面用瞬态瑞雷面波法测取不同深度的瑞雷面波波速，采用面波波速与回弹仪测混凝土强度相结合，而形成瑞雷面波—回弹法测量混凝土强度的技术。采用锤击等机械式的激发器在混凝土表面激震产生瑞雷面波，采用高采样率的宽频带接收仪器，采用可接收1kHz～10kHz的超宽频带且频率灵敏度基本一致的检波器。用一个弹性并可吸振的框架，将所用的检波器按规定的距离固定，在现场一次性将多个检波器安设并使之与喷层表面密贴实现现场采集超宽频带瑞雷面波。
Description
技术领域 本发明涉及一种在喷射混凝土层表面和其它混凝土层表面检测混凝土强度的方法和设备。
技术背景
由于喷射混凝土材质不均匀性大、喷层薄(一般仅有5～25cm厚)、常含钢筋网，目前对它的强度的检验仅有一种方法，即在喷射混凝土时，在喷射点附近地面放置木模或钢模，由喷射手向模中喷射混凝土，然后将模两边或一边的混凝土抹平，运回试验室，用压力机作单轴抗压强度试验。喷射入模作试件，其喷射条件远好于实际喷射应用时向建筑物(如隧道拱、墙或边坡)规定位置喷射的条件，喷射时的精心程度也可能有很大的区别。因此现场原位无损检测喷射混凝土的强度，是业界期望解决的技术难题。
对混凝土微损检测强度的方法，有一些目前已应用，并定入行业规范中，例如钻孔取芯法，超声-回弹法、射钉法等。其中，钻孔取芯法采用取芯钻孔在混凝土中钻取混凝土芯在试验室中作单轴抗压试验；射钉法则通过特制射钉枪向混凝土射入钢钉，根据钢钉射入混凝土的深度确定混凝土对钉的阻力来检测混凝土强度。超声-回弹法则是在混凝土上钻两个平行的钻孔，孔中充水作耦合剂，在一个孔中放入发射超声波的探头，另一个孔中放置接收探头，测量不同深度超声波的纵波波速，与回弹仪在混凝土表面测定的混凝土强度值相比较和结合，构成超声-回弹法方法。
由于喷射混凝土的前述条件，以上方法均不能应用于测定其强度，本发明专利就是为了克服这一困难而提出。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供的一种无损检测喷射混凝土层混凝土强度的方法和设备。本发明的技术方案是这样实现的：
(1)在混凝土表面用瞬态瑞雷面波法测取不同深度的瑞雷面波波速，因面波波速与横波波速有数学关系，而横波波速与介质强度的相关关系比纵波波速稳定。采用面波波速与回弹仪测混凝土强度相结合，而形成瑞雷面波-回弹法测量混凝土强度的技术。
在被测层较厚的情况下，瞬态瑞雷面波法测量不同深度波速已是个公知的成熟技术，但是对于厚度从5cm～100cm的薄层，测量技术则尚未具备。本发明专利提出可解决的办法，即采用采样率在5×105～2×105以上的接收仪器，它有多达8～10个接收通道；采用的检波器可接收宽达1000Hz～15kHz至20kHz的宽频，在混凝土表面用瞬态方法激发和接收高宽频带频率的瑞雷面波，计算出不同深度的混凝土的瑞利面波波速，和用回弹仪测得的混凝土表面强度相结合形成瑞雷面波波速-回弹测混凝土强度方法。
(2)所用的宽频带的接收设备，其接受机至少包含一个DSP数字信号处理的信息流阵列协处理器，或便携式微机作接收机主机，可以将接收到的全部信号存储于仪器中，用于将现场采集的信息作必要的处理。其检波器为采用压电材料作拾震元件的加速度传感器，其接收频段远在其固有频率之外，并有放大作用；而且在上述接收范围内它们的频率灵敏度基本一致，不压制某些频带的波。
(3)采用一个厚橡胶等材料的弹性并可吸振的框架，上面按一定距离钻孔，将所用的多个检波器按规定的距离固定，板上还留有为用锤击等机械式激震方式的激震点位置，在现场一次性将多个检波器安设并使之与喷层表面密贴，实现现场采集超宽频带瑞利面波。
(4)采用锤击等机械式的激发器在混凝土表面激震产生瑞雷面波，采用高采样率的接收仪器接收。
附图说明
图1为接收仪器与检波器、检波器架、激震点的连接示意图；
图2为瑞雷面波频散曲线及解算的层速度图。
图1中：
1接收仪器 2检波器 3检波器及激震点安设板
4安设板上的预留孔 5激震点 6激震锤
7检波器接线 a、b...e、f激震点与检波器的距离
图2中：
1瑞雷面波频散曲线点 2解算的层速度
VR瑞雷波波速 h深度
具体实施方式
结合下列实施实例给予说明：
(1)见附图1，采集数据的接收机1的采样率最高达到5×105～2×105以上，并连接多个检波器2，例如6个检波器，它们距离激震点5的距离从a～f。检波器可接收1000kz～15kHz到20kHz的宽频。
(2)6个检波器2固定在一个硬橡胶等能吸振的板3上，板上有孔4放置检波器和激震点，并设激震点5。
(3)用黄油作耦合剂一次性将6个检波器按在混凝土表面。
(4)用铁锤6等机械式的激震器在5点激震，6个检波器同时接收。
(5)然后按瑞雷面波的资料处理方法，将这6个检波器接收到的信号处理并作出频率-波速频散曲线(附图2)，并计算出不同波长对应的波速，即可定出对应不同深度的瑞雷面波波速；。
(6)用瑞雷波速与混凝土表面的回弹仪测值相结合，构成瑞雷面波波速-回弹测混凝土强度方法。
Claims (3)
1.一种在混凝土表面无损检测混凝土强度的方法，特别是针对喷射混凝土等薄层混凝土的无损检测方法，其特征在于：通过采样率在5×105～2×105以上的接收仪器和可接收1000kz～15kHz到20kHz的宽频的检波器，在混凝土表面用瞬态方法激发和接收高宽频率的瑞雷面波，计算出不同深度的混凝土的瑞利面波波速，和用回弹仪测得的表面强度相结合形成瑞雷面波波速-回弹测混凝土强度方法。
2.一种在混凝土表面无损检测混凝土强度的设备，其特征在于：所述的接收仪器，有多达8～10个接收通道；所述的检波器其特征在于：采用压电材料作拾震元件的加速度传感器，其接收频段远在其固有频率之外，并有放大作用；而且在上述接收范围内它们的频率灵敏度基本一致，不压制某些频带的波；通过一个上面按一定距离钻孔的厚橡胶等材料的板安装好检波器将它们一次性设在混凝土表面，板上留有为用锤击等机械式激震方式的激震点。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述宽频带数字接收器至少包含一个DSP数字信号处理的信息流阵列协处理器，或便携式微机作接收机主机，可以将接收到的全部信号存储于仪器中，用于将现场采集的信息作必要的处理。
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