超聲波檢測(cè)考核題及

1、超聲波檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)考核參考題1、灌注樁成樁質(zhì)量通常存在哪兩方面的問題？2、總結(jié)聲波透射法的優(yōu)缺點(diǎn)。3、簡(jiǎn)述聲波透射法檢測(cè)混凝土缺陷的根本依據(jù)。4、聲波檢測(cè)儀應(yīng)符合那些技術(shù)性能？5、聲波透射法所用檢測(cè)儀器及換能器有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？各在什么范圍？6、簡(jiǎn)述徑向換能系統(tǒng)延時(shí)的來源及其標(biāo)定方法。7、采用聲波透射法檢測(cè)基樁時(shí)，預(yù)埋檢測(cè)管應(yīng)注意哪些問題？8、聲測(cè)管埋設(shè)應(yīng)注意哪些要點(diǎn)？9、為什么大直徑灌注樁不宜選用塑料管做聲測(cè)管？10、對(duì)于樁徑小 0.6m 的灌注樁，聲波透射法不適用，為什么？11 、某樁徑為 0.8m 的灌注樁， 埋設(shè) 3 根聲測(cè)管， 聲測(cè)管在樁中的位 置， 根本等分樁的圓周。請(qǐng)問：聲波透射法

2、檢測(cè)時(shí)有沒有“盲區(qū)？12、聲波透射法測(cè)樁時(shí)，如何選擇換能器的工作頻率、發(fā)射電壓、埋管數(shù)量、測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距等技術(shù)參數(shù)？13、聲波透射法有哪幾種檢測(cè)方法？簡(jiǎn)述不同方法的特點(diǎn)、用途。14、簡(jiǎn)述聲波透射法檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作。15、聲波透射法檢測(cè)中，要求聲測(cè)管中應(yīng)注滿清水，請(qǐng)說明原因。如果是泥槳，有何影響？16、聲波透射法測(cè)樁質(zhì)量， 可用于判別混凝土缺陷的根本物理參量有 哪 些？說明其相關(guān)關(guān)系？17、常見缺陷在超聲波測(cè)試信號(hào)中的特性有哪些？ 18、解釋聲波透射法的 PSD 判別法。19、檢測(cè)管不平行時(shí)，如何判斷缺陷及其位置？20、PSD 判據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是什么？21、PSD 判據(jù)的根本原理是什么？為什么要對(duì)斜率加權(quán)？

3、22、簡(jiǎn)要說明概率法存在哪些問題， 在哪些情況下可能導(dǎo)致誤判或漏 判？ 如何解決？23、確定聲速異常臨界值判據(jù)中臨界值的根本原理是什么？24 、灌注樁某處離析，造成粗骨大量堆積。聲波、幅值有何變化？為什么？25、什么叫衰減？產(chǎn)生衰減的原因是什么？ 26、什么叫超聲波聲場(chǎng)？反映超聲波聲場(chǎng)特征的重要物理量有哪幾個(gè)？什么叫聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗？27 、在同一根樁的檢測(cè)中，不同剖面的檢測(cè)，聲波發(fā)射電壓和儀器設(shè) 置 參數(shù)是否應(yīng)保持不變？為什么？28、JGJ106-2003 標(biāo)準(zhǔn)要求不同的樁徑需埋設(shè)不是數(shù)量的聲測(cè)管，具體的要求是什么？29 、聲波透視法檢測(cè)中，發(fā)射和接收換能器以相同標(biāo)高提升，每次提升間距為多

4、少？30、超聲波法檢測(cè)的適用范圍是什么？31、聲測(cè)管及耦合水的聲時(shí)修正值計(jì)算公式是什么？ 32、聲波檢測(cè) PSD 判據(jù)的計(jì)算公式是什么？34、超聲波檢測(cè)要求受檢砼強(qiáng)度至少到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分之多少？35 、當(dāng)一根樁有 6 根聲測(cè)管時(shí)需檢測(cè)幾個(gè)剖面？36、超聲波檢測(cè)發(fā)射換能器的諧振頻率一般為多少？37、聲波透射法檢測(cè)到可疑測(cè)點(diǎn)時(shí)，采用哪些檢測(cè)方式進(jìn)一步確認(rèn)？38、聲波檢測(cè)當(dāng)使用斜測(cè)法時(shí)， 兩個(gè)換能器的中點(diǎn)連線與水平面的夾 角 不宜大于多少度？39、JGJ106-2003 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定樁身完整性的檢測(cè)方法有哪幾種？答案1答：一是屬于 樁身完整性 ，常見的缺陷有夾泥、斷裂、縮徑、 擴(kuò)徑、混凝土離析及樁頂

5、混凝土密實(shí)性較差等； 二是嵌巖樁或端承樁， 影響樁底支承條件的質(zhì)量問題， 主要是灌注混凝土前清孔不徹底， 樁 底 沉渣 或虛土厚度超過規(guī)定極限，影響承載力的發(fā)揮。2 答：該方法一般 不受場(chǎng)地限制，測(cè)試精度高，在缺陷的判斷 上 較其他方法更全面， 檢測(cè)范圍可覆蓋全樁長(zhǎng)的各個(gè)橫截面 ，但由于 需 要預(yù)埋聲測(cè)管，抽樣的隨機(jī)性差，且對(duì)樁身直徑有一定的要求，檢 測(cè)成 本也相對(duì)較高。3 答：當(dāng)混凝土中存在缺陷時(shí)， 超聲波聲速、聲幅、頻率和波 形 諸參量都有反映。 首先是當(dāng)混凝土內(nèi)部存在缺陷時(shí)到達(dá)所需的 “聲 時(shí) 比超聲波在無(wú)缺陷的混凝土中直接傳播時(shí)所需的“聲時(shí)長(zhǎng)，反映出超聲波的聲速減小。 其次是由于存在缺

6、陷時(shí)， 超聲波在混凝土中 傳 播時(shí)聲能衰減加大， 接收信號(hào)的首波幅度下降。 第三是由于混凝土 存 在缺陷時(shí)， 高頻成分比低頻成分消失快， 接收信號(hào)的頻率總是比通 過 相同測(cè)距的無(wú)缺陷混凝土接收到的頻率低。 最后，由于超聲波在缺 陷 界面上的復(fù)雜反射、折射，使聲波傳播的相位發(fā)生差異，疊加的結(jié) 果導(dǎo) 致接收信號(hào)的波形發(fā)生畸變。 據(jù)此即可對(duì)混凝土內(nèi)部的質(zhì)量情況 作出 判斷。4 答：聲波檢測(cè)儀應(yīng)符合以下要求：(1) 具有實(shí)時(shí)顯示和記錄接收信號(hào)的時(shí)程曲線以及頻率測(cè)量或頻譜 分 析功能；(2) 聲時(shí)測(cè)量 分辨率優(yōu)于或等于 0.5Us ，聲波幅值測(cè)量相對(duì) 誤差小 于 5%，系統(tǒng) 頻帶寬度為 1200kHz

7、，系統(tǒng)最大動(dòng)態(tài)范圍不小于 100dB ；(3) 聲波發(fā)射脈沖宜為階躍或矩形脈沖， 電壓幅值為 200- 1000V 。 5答：聲波發(fā)射與接收換能器應(yīng)符合以下要求；(1) 圓柱狀徑向振動(dòng)，沿徑向無(wú)指向性；(2) 外徑小于聲測(cè)管內(nèi)徑，有效工作面軸向長(zhǎng)度不大于 150mm;(3) 諧振頻率宜為 30 50kHz;(4) 水密性滿足 lMPa 水壓不滲水。 6答：在測(cè)試時(shí)儀器所顯示 的發(fā)射脈沖與接收信號(hào)之間的時(shí)間間 隔，并非聲波通過試件的真正時(shí)間， 中間還有種種延遲： 電延遲，電 聲轉(zhuǎn)換，聲延遲 。其中聲延遲所占的 比例最大。徑向換能器輻射面是 圓柱面， 應(yīng)采用如下方法標(biāo)定： 將發(fā)、 收換能器平行懸于

8、清水，逐次改變兩換能器的間距， 并測(cè)定相應(yīng)聲時(shí)和兩換能器的間距， 做假設(shè)干點(diǎn) 的 聲時(shí)一間距線性回歸曲線，就可求得系統(tǒng)延時(shí)。7答：(1) 聲測(cè)管內(nèi)徑宜為 50 60mm 。(2) 聲測(cè)管應(yīng)下端封閉 、上端加蓋，管內(nèi)無(wú)異物；聲測(cè)管連接處 應(yīng) 光滑過渡， 管口應(yīng)高出樁頂 l00mm 以上，且各聲測(cè)管管口高度宜一 致。(3) 應(yīng)采取適宜方法固定聲測(cè)管，使之成樁后 相互平行 。(4) 聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合以下要求：D 800mm , 2根管；800mmD2000m ， m 不少于 4 根管 。 式中 D 為受檢樁設(shè)計(jì)樁徑。8答：(1) 聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合以下要求： 樁徑不大于 0.8m 時(shí)應(yīng)埋 2

9、根 管，樁徑在 0.82.0m時(shí)應(yīng)不少于 3根管，樁徑大于 2.0m時(shí)應(yīng)不 少 于 4 根管。(2) 聲測(cè)管內(nèi)徑宜為 50 60mm 。聲測(cè)管應(yīng)下端封閉 、上端加蓋， 管內(nèi)無(wú)異物連接處應(yīng)光滑過渡， 管口應(yīng)高出樁頂 l00mm 以上 ，且各聲 測(cè)管管口高度宜一致。(3) 應(yīng)采取適宜方法固定聲測(cè)管，使之沉樁后 相互平行9 答：塑料管的聲阻抗較低 ，由于其聲阻抗介于混凝土和水之間， 所以用它做聲測(cè)管具有較大的透聲率， 通?？捎糜谳^小的灌注樁。 在大 型灌注樁中使用應(yīng)慎重， 因?yàn)榇笾睆綐缎韫嘧⒋罅炕炷粒?水泥的水 化熱不宜發(fā)散， 鑒于塑料的熱膨脹系數(shù)與混凝土的相差懸殊， 混凝土 凝結(jié)后塑料管因溫度下

10、降而產(chǎn)生徑向和縱向收縮， 有可能使之與混 凝 土局部脫開而造成空氣或水的夾縫， 在聲路徑上增加了更多反射強(qiáng) 烈 的界面，容易造成誤判。10. 答：當(dāng)樁徑較小時(shí)，由于 聲波換能器與聲測(cè)管的聲耦合會(huì)引 起 較大的相對(duì)測(cè)試誤差 ，故聲波透射法只遙用于樁徑大于 0. 6m 的灌注 樁。11. 答：三管測(cè)量的中心位置有一個(gè)盲區(qū) ，但是中心位置產(chǎn)生缺 陷 的可能性最小，因此埋設(shè) 3 根聲測(cè)管是可以滿足檢測(cè)要求的。12答：(1) 聲波發(fā)射與接收換能器的諧振頻率為2050kHz.(2) 發(fā)射電壓越高，信號(hào)越強(qiáng)，測(cè)距越大 。(3) 聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)符合以下要求：D 800mm，埋設(shè)2根管；800mm 2000m

11、 , m 埋設(shè) 4 根管。式 中 D 為受檢樁設(shè)計(jì)樁徑。(4) 發(fā)射與接收聲波換能器應(yīng)以相同標(biāo)高或保持固定高差 同步升降， 測(cè)點(diǎn)間距不應(yīng)大于 250mm 。法對(duì)13. 答：現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)過程一般分兩個(gè)步驟進(jìn)行，首先是采用平測(cè) 全樁各個(gè)檢測(cè)剖面進(jìn)行普查，找出聲學(xué)參數(shù)異常的測(cè)點(diǎn)。然后， 對(duì)聲學(xué) 參數(shù)異常的測(cè)點(diǎn)采用加密測(cè)試、 斜測(cè)或扇形掃測(cè)等細(xì)測(cè)方法進(jìn) 一步檢 測(cè)， 這樣一方面可以驗(yàn)證普查結(jié)果， 另一方面可以進(jìn)一步確定 異常部 位的范圍，為樁身完整性類別昀判定提供可靠依據(jù)。(l ) 平測(cè)普查(2) 斜測(cè)(3) 扇形掃測(cè)14 、答： (1) 受檢樁混凝土強(qiáng)度至少到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70% 或不小于 15MPa

12、方可進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)；(2) 收集有關(guān)的施工資料、 設(shè)計(jì)資料， 填寫任務(wù)委托單及現(xiàn)場(chǎng)原始 記 錄表；(3) 翻開聲測(cè)管塞子，向管內(nèi)注滿清水 (4) 采用一段直徑略大于換能器的鋼棒作疏通吊錘， 逐根檢查聲測(cè) 管 的暢通情況及實(shí)際深度；(5) 用鋼卷尺測(cè)量聲測(cè)管之間的凈距離，聲測(cè)管內(nèi)徑、外徑，換能 器 直徑，精確(6) 計(jì)算零聲時(shí)， 采用時(shí)距法測(cè)試系統(tǒng)延時(shí)， 計(jì)算聲測(cè)管及耦合水 層 聲時(shí)修正值。15. 答：換能器耦合的目的一方面是使盡可能多的聲波能量進(jìn)入被 測(cè) 介質(zhì)中，另一方面是使經(jīng)介質(zhì)傳播的聲波信號(hào)盡可能多地被測(cè)試系統(tǒng)接收，從而提高測(cè)試系統(tǒng)的工作效率和精度?；炷凉嘧兜穆暡z測(cè)一般采用水作為換能器與混

13、凝土的耦合 劑， 應(yīng)保證聲測(cè)管中不含懸浮物 ( 如泥漿、砂等 ) ，懸浮液中的固體 顆粒對(duì) 聲波有較強(qiáng)的散射衰減，影響聲幅的測(cè)試結(jié)果。16 、答： (1) 聲時(shí)值：超聲脈沖穿過缺陷或繞過缺陷時(shí)，聲時(shí)值 增 大。(2) 波幅(或衰減 ) ：當(dāng)波束穿過缺陷區(qū)時(shí)，反映為波幅降低。(3) 接收信號(hào)的頻率：當(dāng)超聲脈沖穿過缺陷區(qū)時(shí)，接收信號(hào) 主頻 下降。(4) 接收波形的畸變：接收波形產(chǎn)生畸變17 答復(fù)：(1 ) 沉渣 ：(2) 泥砂與水泥漿的混合物 ：(3) 混凝土離析 ：(4) 氣泡密集的混凝土 ：(5) 層狀缺陷 (斷樁) ：(6) 聲測(cè)管接頭的影響 ：18. 答： PSD 判據(jù)，亦可稱為“ 相領(lǐng)兩

14、測(cè)點(diǎn)間聲時(shí)的斜率和差值的乘 積判據(jù)。19. 答：PSD判據(jù)對(duì)缺陷十分敏感。同時(shí)又可排除聲測(cè)管不平行 引起聲時(shí)變化等非缺陷因素的影響。 但凡在判據(jù)值較大的地方， 均 作 為疑問區(qū)，作進(jìn)一步的細(xì)測(cè)。20. 答：實(shí)踐證明， PSD 判據(jù)對(duì)缺陷十分敏感，而對(duì)于因聲測(cè)管 不平行或混凝土強(qiáng)度不均勻等原因所引起的聲時(shí)變化，根本上沒有反 映21. 答：根據(jù)樁身某一檢測(cè)剖面各測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)聲時(shí)， 測(cè)點(diǎn)高程 z(mm) ， 可得到一個(gè)以 z 為因變量為自變量的函數(shù)： f 。=， (z) 。當(dāng)該 樁樁身 完好時(shí)， f(z) 應(yīng)是連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)，f(z)-z 圖上各測(cè)點(diǎn)的斜率只能反映缺陷的有無(wú)，不能明顯反映 缺陷 的大小

15、(聲時(shí)差 ) ，因而用聲時(shí)差對(duì)斜率加權(quán)。22 答：概率法存在的問題：(1) 在統(tǒng)計(jì)計(jì)算有無(wú)缺陷的臨界值時(shí)，完全按照低測(cè)值點(diǎn)可能出現(xiàn)的概率來計(jì)算，沒有考慮誤判概率和漏判概率。(2) 概率法的根本前提是樁身混凝土的聲速服從正態(tài)分布，嚴(yán)格地說混凝土強(qiáng)度服從正態(tài)分布， 其聲速不服從正態(tài)分布， 雖然強(qiáng)度與聲 速 具有相關(guān)性，但這種相關(guān)性多為冪函數(shù)型，是非線性的。(3) 當(dāng)有聲速“大值異常時(shí)，“異常大值向大值方向偏離正態(tài) 分布。在運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算聲速臨界值時(shí)， 沒有剔除“異常大值， 而“異常大值參與統(tǒng)計(jì)計(jì)算將影響聲速臨界值的取值。概率法本質(zhì)上說是一種相比照擬法， 它考察的只是某測(cè)點(diǎn)聲速與 所 有測(cè)點(diǎn)聲

16、速平均值的偏離程度， 在使用時(shí)， 沒有與聲速的絕對(duì)值相 聯(lián) 系，可能會(huì)導(dǎo)致誤判或漏判：(1) 如果混凝土灌注樁實(shí)測(cè)聲速普遍偏低 ( 低于混凝土聲速的正 常 取值) ，但離散度小，采用概率法是無(wú)法找到異常測(cè)點(diǎn)的，這樣將 導(dǎo)致 漏判。(2) 有的工程，為了搶進(jìn)度，采用比樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高12個(gè)等級(jí)的混凝土進(jìn)行灌注， 雖然樁身混凝土聲速有較大的離散性， 可 能 出現(xiàn)異常測(cè)點(diǎn)， 但即使是聲速最低的測(cè)點(diǎn)也在混凝土聲速的正常取 值 范圍內(nèi)不應(yīng)判為樁身缺陷。而用概率法判據(jù)，可能視其為樁身缺陷，造成誤判。鑒于上述原因，在標(biāo)準(zhǔn)中增加了低限值異常判據(jù)。一方面，當(dāng)檢測(cè)剖面 n 個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)

17、，宜采用聲速低限 值判據(jù)。另一方面，當(dāng)各測(cè)點(diǎn)聲速離散較大，用概率法判據(jù)判斷存在 異常 測(cè)點(diǎn)， 但異常點(diǎn)的聲速在混凝土聲速的正常取值范圍內(nèi)時(shí)， 不應(yīng) 判為 樁身缺陷。使用低限值異常判據(jù)應(yīng)注意： 當(dāng)樁身混凝土齡期不夠， 提前檢測(cè) 時(shí)， 應(yīng)注意低限值的合理取值。應(yīng)該在混凝土到達(dá)齡期后，對(duì)各類完 整性等 級(jí)的樁抽取假設(shè)干根進(jìn)行復(fù)檢， 考察聲速隨齡期增長(zhǎng)的情況， 否 那么低限 值判據(jù)沒有實(shí)際意義。23. 答：在 n 次測(cè)量所得數(shù)據(jù)中， 去掉五個(gè)較小值， 得到容量為 (n-k) 的樣本，取異常測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)不可能出現(xiàn)數(shù)為 1，那么對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài) 分布假設(shè)， 可得異常點(diǎn)數(shù)據(jù)不可能出現(xiàn)的在標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表可得到與 不同

18、的相對(duì) 應(yīng)的刈直。 每次去掉樣本中的最小數(shù)據(jù)， 計(jì)算剩余數(shù)據(jù)的 平均值、標(biāo) 準(zhǔn)差，由表查得對(duì)應(yīng)的 A值。計(jì)算異常判斷值并將樣本中當(dāng)時(shí)的最小值與之比較。 當(dāng)仍為異常值時(shí)， 繼續(xù)去掉最小值噩復(fù)計(jì)算 和比較，直至 剩余數(shù)據(jù)中不存在異常值為止。 那么為異常判斷的臨界值。24、答：在粗骨料多的地方， 由于粗骨料多， 而粗骨料本身波速 高， 往往造成這些部位聲速值并不低， 有時(shí)反而有所提高。 但由于粗 骨料多， 聲學(xué)界面多，對(duì)聲波的反射、 散射加劇，接收信號(hào)減弱， 于 是波幅下降。25. 答：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著距離的增加，能量逐漸減 小 的現(xiàn)象叫作超聲波的衰減。超聲波衰減的原因主要有三個(gè)：(l) 擴(kuò)散衰減：(2) 散射衰減：(3) 黏滯衰減：26. 答：充滿超聲波的空間，或者說傳播超聲波的空間范圍叫作 超 聲波聲場(chǎng)。聲壓、聲強(qiáng)、聲阻抗是反映超聲波聲場(chǎng)特征的三個(gè)重要 物理 量， 稱為超聲波聲場(chǎng)的特征量。 超聲波聲場(chǎng)中某一點(diǎn)在某一瞬間 所具 有的壓強(qiáng)與沒有超聲波存在時(shí)同一點(diǎn)的靜態(tài)壓強(qiáng)之差，稱為盧 壓。單位 時(shí)間內(nèi)穿過